本文選題：導(dǎo)管架海洋平臺(tái)　切入點(diǎn)：腐蝕　出處：《中國石油大學(xué)(華東)》2014年碩士論文

【摘要】：導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)是目前海上石油開發(fā)廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式,平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于鹽霧、潮氣和海水等惡劣的海洋環(huán)境中,受到海洋大氣、海水及海生物的侵蝕,產(chǎn)生劇烈的腐蝕,腐蝕類型多種多樣。各種類型的腐蝕改變了導(dǎo)管架海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能,降低了平臺(tái)的強(qiáng)度和極限承載能力,從而嚴(yán)重影響了平臺(tái)的使用壽命和安全,導(dǎo)致海洋平臺(tái)事故頻繁發(fā)生。因此,為保證平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全性和可使役性,科學(xué)地研究腐蝕對(duì)導(dǎo)管架海洋平臺(tái)的強(qiáng)度及可靠性的影響十分必要。本文通過查閱文獻(xiàn)、理論分析以及利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析的方法,以CB812井組采油平臺(tái)為研究對(duì)象,進(jìn)行了以下工作:首先,對(duì)導(dǎo)管架海洋平臺(tái)在海洋環(huán)境下的腐蝕進(jìn)行了全面的描述,包括全面腐蝕和局部腐蝕;其次,建立了無腐蝕損傷平臺(tái)整體的有限元模型,通過靜力分析,得到其應(yīng)力分布情況,并對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)逐級(jí)加載,得到其極限承載力;然后,分別考慮均勻腐蝕及局部點(diǎn)蝕,建立含腐蝕損傷平臺(tái)的有限元整體及局部實(shí)體模型,對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力分析,將結(jié)果與無腐蝕損傷平臺(tái)的應(yīng)力比較,得到兩種腐蝕損傷對(duì)該導(dǎo)管架海洋平臺(tái)的強(qiáng)度的影響;最后,采用蒙特卡洛抽樣方法,分別計(jì)算初始無腐蝕損傷以及服役期內(nèi)含均勻腐蝕損傷的平臺(tái)的失效概率及可靠度指標(biāo),并進(jìn)行比較,分析得到腐蝕對(duì)平臺(tái)可靠性的影響。得到了以下結(jié)論:第一,在海洋環(huán)境下,導(dǎo)管架平臺(tái)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,包括全面腐蝕及局部腐蝕,兩者都將導(dǎo)致平臺(tái)應(yīng)力集中,但是局部點(diǎn)蝕的應(yīng)力集中更嚴(yán)重,對(duì)平臺(tái)強(qiáng)度的影響更大。第二,當(dāng)產(chǎn)生點(diǎn)蝕凹坑群時(shí),在一定范圍內(nèi),凹坑之間會(huì)相互影響。第三,當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)蝕凹坑沿管壁環(huán)向分布比其沿軸向分布時(shí),應(yīng)力集中更嚴(yán)重,最大應(yīng)力更大,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意。第四,隨著服役期間的延長(zhǎng),由于均勻腐蝕損傷的累積,導(dǎo)管架海洋平臺(tái)的失效概率逐漸增大,可靠度指標(biāo)逐漸減小,即均勻腐蝕降低了導(dǎo)管架海洋平臺(tái)的可靠性。
[Abstract]:The ducted offshore platform is widely used in offshore oil development at present. The steel structure of the platform is in the harsh marine environment such as salt fog, tide and sea water for a long time, and has been eroded by the ocean atmosphere, sea water and marine organisms. Various types of corrosion change the mechanical properties of jacket offshore platform materials and reduce the strength and ultimate bearing capacity of the platform. Therefore, in order to ensure the safety and serviceability of the platform structure, the life and safety of the platform are seriously affected and the accidents of the offshore platform occur frequently. It is necessary to scientifically study the influence of corrosion on the strength and reliability of jacket offshore platform. This paper takes the CB812 well group oil recovery platform as the research object through consulting literature, theoretical analysis and finite element analysis with ANSYS software. The following works have been done: firstly, the corrosion of jacket offshore platform in the marine environment is described comprehensively, including total corrosion and local corrosion; secondly, the finite element model of the whole platform without corrosion damage is established. Through static analysis, the stress distribution is obtained, and the ultimate bearing capacity is obtained by loading the platform structure step by step. Then, considering the uniform corrosion and local pitting respectively, the finite element integral and local solid models of the platform with corrosion damage are established. The stress analysis is carried out, and the results are compared with the stress of the platform without corrosion damage, and the influence of two kinds of corrosion damage on the strength of the jacket offshore platform is obtained. Finally, Monte Carlo sampling method is used. The failure probability and reliability index of the platform with initial no corrosion damage and uniform corrosion damage in the service period are calculated, and the effects of corrosion on the reliability of the platform are analyzed and compared. The following conclusions are obtained: firstly, the failure probability and reliability index of the platform with uniform corrosion damage in the service period are calculated. In marine environment, jacket platform will produce serious corrosion, including total corrosion and local corrosion, both of which will lead to stress concentration of platform, but the stress concentration of local pitting corrosion will be more serious, and the influence on the strength of platform will be greater. When the pitting pit group is produced, there will be interaction between the pits in a certain range. Thirdly, when the two pitting pits are distributed in the circumferential direction along the pipe wall, the stress concentration is more serious and the maximum stress is greater than the axial distribution of the two pitting pits. Fourth, with the extension of service period, due to the accumulation of uniform corrosion damage, the failure probability of jacket offshore platform increases gradually, and the reliability index decreases gradually. That is, uniform corrosion reduces the reliability of jacket offshore platform.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P755.3

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本文編號(hào)：1683996