عنوان پایان‌نامه
بررسی مقایسه ای از روش شناوری برای کنترل کمانش خطوط لوله دریایی تحت دما و فشار بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سازه های دریایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2174;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72622
- تاریخ دفاع
- ۲۴ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- بهار سرلک
- استاد راهنما
- محمدرضا بهاری
- چکیده
- خطوط لوله دریایی نقش کلیدی در انتقال نفت وگاز دارند. این سیالات، بخصوص در نزدیکی چاه استخراج، دارای دما و فشار بالا می¬باشند. دما و فشار بالا در داخل لوله باعث انبساط خط لوله گردیده که درصورت وجود قید تغییر طول، موجب شکل¬گیری نیروی فشاری زیادی در لوله می¬شود. در صورت وجود اندکی نقص اولیه در طول لوله، این نیروی فشاری می¬تواند موجب تغییرشکل¬های بزرگ در لوله گردد که به آن «کمانش کلی خط لوله» اطلاق میگردد. امروزه در طراحی خطوط لوله ترجیح بر آن است که کمانش¬های جانبی به صورت کنترل¬شده و در محل¬های پیش بینی شده در طول خط لوله شکل گیرند. در این تحقیق کمانش کلی خطوط لوله دریایی، پارامترهای مؤثر بر آن و همچنین برخی روابط و الزامات مربوط به خطوط لوله دریایی مورد بررسی قرار می¬گیرند. سپس ضمن بررسی و ارزیابی کلی روش¬های کنترل کمانش خطوط لوله دریایی، روش استفاده از قطعات شناوری به صورت خاص بررسی شده و به کمک آنالیز اجزاء محدود با مدلسازی یک نمونه خط لوله، اثر وجود قطعات شناوری به عنوان آغازگر¬های کمانش بر روی عملکرد سازه¬ای لوله مورد مطالعه قرار می¬گیرد. پارامترهای مؤثر در این روش شامل طول قطعات شناوری، فاصله بین دو قطعه متوالی و همچنین میزان نیروی شناوری قطعه در واحد طول لوله می¬باشد که در این تحقیق تاثیر هر یک از پارامتر¬های یادشده بررسی می¬شود. نتایج تحلیل¬های انجام گرفته نشان می¬دهد که وجود قطعات شناوری باعث کاهش نیروی محوری مؤثر موجود در خط لوله و همچنین بهبود حداکثر کرنش طولی موجود در مصالح لوله می¬گردد. افزایش طول قطعات شناوری تاثیری مشابه با افزایش نیروی شناوری قطعات داشته و موجب کمانش آرام و تدریجی و با سطح کرنش¬ پایین¬تر می¬شود. افزایش فواصل بین قطعات شناوری موجب افزایش سطح کرنش¬های محوری موجود شده و کاهش بیش از حد این فاصله، تداخل کمانش¬ها در یکدیگر را به دنبال دارد. به همین دلیل یافتن فاصله بهینه نصب قطعات شناوری نیز از جمله معیارهای مهم در این روش می¬باشد.
- Abstract
- Offshore Pipelines have a key role in oil and gas transportation. Subsea pipelines operated under high temperature and pressure will develop compressive force due to seabed soil restraining pipeline’s axial expansion. If the compressive force is high enough, it can lead to global buckling. For subsea pipelines exposed on seabed, such global buckling is generally in lateral direction. Uncontrolled buckling can have serious consequences for the integrity of pipeline. The need to control lateral buckling has led to a radical advance in pipeline engineering with a greater need for rebust lateral buckling design solution. This thesis aims to introduce global buckling and popular buckle triggering methods. The use of distributed buoyancy modules are specifically investigated using FEA method. The effective parameters in this method are buoyancy sections length, distance between the modules and the buoyancy force produced by byoyancy modules. Parametric studies show that increasing buoyancy module’s length and buoyancy force leads to a smooth buckle with low longitudinal strains. The distance between buckle crowns has a two side effect: increasing this distance, increases effective axial force and longitudinal strain. Too much decreasing the distance has unfavorable effects and makes the buckling unpredictable; that’s why finding the optimum distance in this method is highly important
