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管中管结构外管塌陷对内管强度的影响

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管中管(PIP)结构以其良好的保护特性在海底输流管道中得以广泛使用,但在海洋复杂环境中,受外部静水压力、腐蚀、局部拖挂、地层垮塌等因素的影响,外管容易出现局部塌陷,从而使内管的安全使用受到影响.基于此,对外管塌陷下内外管碰撞接触面特性、内外管接触碰撞算法进行了分析,对接触状态下内管接触应力、等效应力和无接触下内管等效应力计算方程进行了推导,并应用有限元软件Anysy进行了PIP结构外管塌陷数值模拟.研究表明,外管塌陷与内管产生接触碰撞后,内管最大应力和变形量均随相对塌陷深度的增大而显著增大,外管壁厚对内管最大应力和变形量影响较小;在塌陷深度一致情况下,塌陷位置距内管中心越远,内管最大应力越大.该研究为PIP结构的设计和安全运行提供了理论基础.

孙巧雷、冷先书、王晓龙、冯定、王哲

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长江大学机械工程学院

湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心,湖北荆州434023

海底管道 管中管(PIP)结构 塌陷 接触碰撞 接触应力 等效应力

国家自然科学基金湖北省技术创新专项重大项目湖北省中央引导地方科技发展专项"湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心创新平台建设"

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2020

长江大学学报(自科版)
长江大学

长江大学学报(自科版)

影响因子：0.335
ISSN：1673-1409
年,卷(期)：2020.17(3)
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