بررسی خرابی لوله‌های فراساحلی در آب‌های عمیق تحت فشار خارجی با استفاده از مدل‌سازی عددی و روابط تحلیلی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4065-IRAST
نویسندگان
تهران-خ خاوران-خ عباس کاشی- خ حسینی-کوچه اول-پ9
چکیده
افزایش تقاضا برای نفت و گاز با گسترش صنعت و به دنبال آن کمبود منابع فسیلی انرژی موجب شده است که پروژه‌های فراساحلی برای کشف، استخراج و انتقال هیدروکربن‌ها توسعه چشمگیری یابند. خرابی لوله‌های فولادی تحت فشار هیدرواستاتیک آب در اعماق دریا یکی از مشکلات جدی و رایج برای خطوط لوله‌های انتقال نفت و گاز فراساحلی است. این خرابی می‌تواند در هردو جهت طولی، هنگامی‌که فشار خارجی به فشار انتشار خرابی برسد، گسترش یابد. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه تأثیر پارامترهای بیضی شدگی، تعداد لایه‌های مش بندی در ضخامت لوله، مشخصات هندسی (قطر، ضخامت) و گرید لوله بر روی فشار خرابی و فشار انتشار خرابی است. در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباکوس و روابط تحلیلی آیین‌نامه DNV-OS-F101 به بررسی و مقایسه فشار خرابی و فشار انتشار خرابی پرداخته‌شده است. در مدل عددی، از تحلیل غیرخطی Riks و از مدل رمبرگ-اسگود برای تعریف ویژگی‌های پلاستیک مصالح استفاده‌شده است. همچنین به جهت جلوگیری از ایجاد نقاط دوشاخگی یک بیضی شدگی اولیه لحاظ شده است. نتایج نشان می‌دهد مدل عددی و روابط تحلیلی آیین‌نامه تطابق خوبی بخصوص در مقدار فشار خرابی باهم دارند. همچنین بیضی شدگی بیشتر فشار خرابی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Investigation of the collapse of offshore pipes in deep water under external pressure using numerical modeling and analytical relationships
Authors
Tehran
Abstract
Increasing demand for oil and gas with the expansion of the industry and, consequently, the shortage of fossil fuels, there has been significant development of offshore projects for the exploration, extraction and transfer of hydrocarbons. The collapse of steel pipes due to deep-water hydrostatic pressure is one of the major problems for offshore oil and gas pipelines. This failure can extend over both directions longitudinally when the external pressure reaches the collapse propagation pressure. The purpose of this study is to investigate and compare the effect of parameters such as ovality, the number of layers in the thickness of the pipe, the geometric characteristics (diameter, thickness) and the pipe grade on collapse pressure and collapse propagation pressure. In this research, using the finite element software of ABAQUS and the analytical relationships of the DNV-OS-F101, have been investigated and compared the collapse pressure and the collapse propagation pressure. In numerical model, non-linear analysis of Riks and Ramberg-Asgood model have been used to define the properties of plastic materials plastic. It is also considered to be the initial ovality to prevent the creation of bifurcation points. The results show that the numerical model and the analytic relations of the rules have good agree together especially in value of the collapse pressure. Also, ovality affects on the collapse pressure.
Keywords
Offshore Pipelines, Collapse Pressure, Deep Water, ABAQUS, Hydrostatic Pressure