Modulating pipe-soil interface friction to influence HPHT offshore pipeline buckling
Modulating pipe-soil interface friction to influence HPHT offshore pipeline buckling
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调节管土界面摩擦以影响高温高压海上管道屈曲
DOI：
10.1016/j.oceaneng.2022.112713
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发表时间：
2022
影响因子：
5
通讯作者：
De Leeuw L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
De Leeuw L
铺设在海底的高温高压海底管道承受着较大的温度和压力变化，表现为管道轴向载荷。在这种情况下，管道变得不稳定，并弯曲以释放轴向应力。相当多的理论和实验能量已被定向在建立控制机制和参数，以预测屈曲和设计管道系统是有弹性的和可服务的。管-土界面摩擦力对轴向荷载的增长速率和临界屈曲阈值的控制起着关键作用。采用光滑聚合物涂层的管道具有非常低的摩擦系数，但实验工作表明，简单的粗糙化技术可使设计者获得更大的摩擦系数。介绍了一系列的数值分析进行了使用Abaqus模型的管道搁置在海床上的典型HPHT管道条件。管土摩擦系数从0.25到0.75不等，采用不同的摩擦制度的整体稳定性响应进行评估。结果表明，有针对性地应用管段具有更大的界面摩擦可能是一个有用的设计工具，用于操纵全局屈曲现象，并可能是一个有用的附加工具，用于影响虚拟锚间距分析中的间距。
High-Pressure High-Temperature offshore pipelines laid on the seafloor are subject to large temperature and pressure variations which manifest as axial pipeline loading. Pipes become unstable in this condition and buckles form to relieve the axial stress. Considerable theoretical and experimental energy has been directed at establishing controlling mechanisms and parameters to predict buckling and design pipeline systems to be resilient and serviceable. The pipe-soil interface friction plays a pivotal role in the rate of build-up of axial loads and in controlling the critical buckling threshold. Pipes adopting smooth polymer coatings have very low friction coefficients but experimental work has shown that simple roughening techniques make greater friction coefficients available to a designer. Presented are a series of numerical analyses carried out using Abaqus to model a pipeline resting on the seabed subject to typical HPHT pipeline conditions. Global stability response is assessed with pipe-soil friction coefficients varying from 0.25 to 0.75 and differential friction regimes are adopted. It is shown that targeted application of pipe sections with greater interface friction may be a useful design tool for manipulating global buckling phenomena and could be a useful additional tool for influencing the spacing in Virtual Anchor Spacing analysis.
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