非均匀温度场下深海夹层管侧向屈曲影响因素研究

• 作者: 薛嘉琦 李昌良 张亚 张磊 .中国石油大学(华东)机电工程学院 .中石化上海海洋油气分公司
• 来源期刊: 海洋技术学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 深海夹层管;非均匀温度场;侧向屈曲;初始缺陷
• 年，卷（期）: 2025,（6）
• 页码范围: 56-67
• 页数: 12页
• 语种: 中文

摘要

深海高压和低温环境使得海底管道的整体屈曲现象日益突显，其中流体流态、管道初始缺陷和管土摩擦作用对海底管道整体屈曲的影响尤为显著。针对管道的非均匀温度分布及深海高压环境，本文建立了非均匀温度场下夹层管整体屈曲分析有限元模型，探讨了两种流态下夹层管各层管道在屈曲变形过程中的位移构型和受力状态，分析了管道缺陷参数和管土摩擦对管道屈曲特性的影响。计算结果表明：夹层管在屈曲过程中，内管和夹芯层受热膨胀轴向受压，外管受迫变形轴向受拉；紊流工况下夹层管整体应力大于层流工况，管道的侧向位移和轴向位移随轴向摩擦系数的增大而减小，随缺陷幅值的增长而增大，缺陷幅值达1.2 m后，增幅迅速降低；管道临界屈曲温度与缺陷幅值呈正相关，但与管土摩擦系数呈负相关；缺陷幅值越大，管道最大应力越早进入塑性阶段。