双层管单层连接管道温度应力分析.pdfVIP

2Ol1年 第 4O卷 石 油 矿 场 机 械 第 7期 第 1页 oIL FIELD EQUIPMENT 2O11，40(7)：1～4 o o 文 章编 号 ：1001—3482(2O11)07—0001-04 双层管单层连接管道温度应力分析 党学博 ，李怀 印，马华伟 (中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083) 摘要：为了提高海底管道的铺设效率，提出了双层管单层连接管道结构，并研究了其在正常运行时 的温度应力。从理论推导出管道 内温度分布的计算公式，与数值模拟结果吻合较好。采用有限元 方法模拟 了管道连接处的温度应力，发现最大VonMises应力 出现在变径管与单层连接管的焊接 处，且 内管温度变化越大，壁厚越厚 ，单接管长度越短，管内VonMises应力越大。研究结果对双层 管单层连接管道结构设计有指导意义。 关键词：海底管道；双层管单接法；温度分布 ；应力 中图分类号 ：TE973．1 文献标识码 ：A TemperatureStressAnalysisofDouble—walledPipewithSingle-walledConnection DANG Xue—bo。LIHuai—yin。MA Hua—wei (PetroleumExplorationandProductionResearchInstituteofSinopec，Beijing100083，China) Abstract：Forthepurposeofimprovingefficiencyofpipe—laying，double—walledpipewith single— walledconnectionstructureispresented．Temperaturedistributionofsuchpipein normalservice isinvestigatedintheory．Theanalyticsolutionagreesverywellwith numericalresults．Thenthe finiteelementmethod (FEM )isadoptedtosimulatethetemperaturestressneartheconnection segmentofpipeline．Itisfoundfrom thenumericalsolutionsthatmaximalVonM isesstressap— pearsintheweldbetweeninnerandtaperedpipe．ThemaximalVonMisesstressincreasesasthe wallthicknessand temperatureofinnerpipeincreaseorthelength ofsingle——walled——connection pipedecreases．Theresearch ishelpfulforthedesign ofdouble—walledpipewith single—walled connection structure． Keywords：submarinepipeline；double—walledpipewithsingle—walledconnection；temperaturedis— tribution；stress 海底管道是海洋油气资源开发的重要组成部 高 。本文提出了一种改进的管道连接形式——双层 分 ，目前主要有单层和双层 2种形式。单层管主要 管单层连接结构㈨，施工时只需要焊接 1道焊缝就 用于等温输油 ；双层管用于加热保温输油 。由于 能把 2个预制管段连接起来 ，简化 了海上作业程序 ， 我 国近海海上油 田生产的原油多为高黏度稠油 ，海 缩短了焊接和检测时间