[发明专利]一种海底管道悬跨段安全性自动批量校核计算方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程结构物风险管理领域，尤其涉及一种海底管道（简称海管）悬跨段的安全性校核方法。

背景技术

悬跨是海管安全运行的主要隐患，现有的海管悬跨段安全性校核的方法是基于给定水深、边界约束等条件的模型，计算不同长度悬跨的疲劳寿命曲线，根据设计寿命得到安全的临界悬跨长度。

一方面，实际每段悬跨的环境条件参数不同，采用同一设定的模型预测结果并不具有普适性，某些条件下需要采用实际参数对每段悬跨单独建模；另一方面，我国许多近海油气管道附近地形崎岖、沙波富集、冲刷严重，悬跨现象出现频繁，某海域130公里的海管出现多达4000处悬跨，如果采用通用有限元软件对每段悬跨单独建模计算，需要花费大量的时间和人力，这对生产管理部门的评价与治理工作带来了巨大困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种海底管道悬跨段安全性自动批量校核计算方法，能够提高悬跨安全性校核与治理方案制定工作的效率和准度。

本发明的方法包括如下步骤：

1）数据准备：准备海管设计参数数据，包括材料常数、管壁厚等；获取海管路由泥面高程数据，包括：海管路由关键里程点KP（Key Point）、泥面与海管下沿的相对距离h、泥面绝对深度；

2）悬跨识别：根据h判断悬跨起、终点，获得所有的悬跨的泥面高程数据；

3）模型计算：进行如下一种或一种以上的运算，以获得悬跨段强度、

刚度、和/或湿模态频率、和/或疲劳寿命：

a、单跨计算模型：

其数学表达如下：

ρe∂2w∂t2+∂2∂x2(EI∂2w∂x2)=q(x,t);]]>

其中ρ_e为海管的等效密度，w是垂向位移，E为海管的等效弹性模量，I为海管的横截面惯性矩，q为外载荷；

b、多跨计算模型：

其数学表达如下：