【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及滩海区复合材料集输管道测量，尤其涉及一种内衬集输管道失效的数值评价方法及装置。
技术介绍
1、随着陆地油气的不断枯竭，海洋石油开采所占比重逐渐增大。海洋油气的开发必然要经过输运的环节，深海油气一般采用专用运输船，如lng船等，近海油气开采则多数采用海底集输管道的方式输送。因此，近海海洋油气区块通常建有配套的油气管网。目前，许多早期建设的海底管线己经不同程度地出现了问题，有些己经接近设计寿命，面临腐蚀、裂纹等风险，每年都有海底管道损坏的报道，一旦发生事故，将导致油气泄漏并造成巨大的经济损失，污染周边海域，引起不良的社会影响。
2、为提高海底集输管道的使用寿命，采用复合材料内衬，应用穿衬与翻衬修复旧管技术，对集输管道性能进行提升。为评价修复后海底管道的性能，需对其进行失效评价。目前内衬管道的检测和性能评价测试主要集中在制管阶段管材的力学性能和物化性能检测，内衬管道施工阶段主要采用目测检测、尺量检查和压力试验。关于运行阶段的内衬管道无损检测方法尚未形成体系。在滩海环境下，集输管道会受到海洋波浪、洋流、海冰等的影响，导致内衬集输管道运动，进一步可能导致管道移位或者受力过大，轻者导致使用寿命变短，重者导致管道断裂，发生严重的泄露事故。因此，从设计源头强化集输管道各项指标，保证集输管道的安全允许非常重要。
3、数值仿真技术可充分考虑滩海复杂环境载荷作用，精确得到内衬集输管道的力学响应，为内衬管道损伤评价及失效提供了一种有效手段。目前对海底含复合材料内衬的集输管道并没有系统有效的数值评价方法，大多数
技术实现思路
1、鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本专利技术实施例提供一种内衬集输管道失效的数值评价方法及装置。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种内衬集输管道失效的数值评价方法，包括：
3、基于待评价的目标内衬集输管道以及所述目标内衬集输管道所在的环境信息生成有限元几何模型与材料模型和所述环境信息对目标内衬集输管道产生的作用载荷参数；
4、基于所述有限元几何模型与材料模型和作用载荷参数生成数值计算网格；
5、基于所述数值计算网格对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果；
6、基于所述三维数值计算结果对所述目标内衬集输管道进行失效评价。
7、在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
8、所述环境信息至少包括海冰、海流、海浪和地面沉降信息；
9、从有限元几何模型与材料模型中读取管道基体的几何与材料参数、内衬的几何与材料参数、粘结界面的性能参数、边界弹簧元的材料参数、土弹簧材料参数；
10、计算所述海冰、海流、海浪和地面沉降信息对所述目标内衬集输管道产生的作用载荷参数。
11、在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
12、基于所述管道基体的几何与材料参数、内衬的几何与材料参数、粘结界面的性能参数、边界弹簧元的材料参数、土弹簧材料参数和作用载荷参数生成数值计算网格。
13、在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
14、获取预设的计算边界条件，并基于所述计算边界条件设置多种大变形分析参数，其中，所述计算边界条件依据集输管道与土体滑动摩擦力、集输管道面积、计算管道材料弹性模量、计算管道等效弹簧伸长量确定；
15、基于所述数值计算网格通过所述多种大变形分析参数、作用载荷参数、计算边界条件对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果。
16、在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
17、基于所述三维数值计算结果确定所述目标内衬集输管道的多个异常数据，其中，所述多个异常数据至少包括轴向变形、横向变形、局部屈曲变形、内衬与集输管道基体粘合界面轴向伸长率、集输管道基体屈服应力、内衬管与集输管道基体错动力；
18、基于预设的多种临界值以及所述多个异常数据对所述目标内衬集输管道进行失效评价。
19、在一个可能的实施方式中，所述有限元几何模型包括：管道基体模型、内衬与管道基体界面粘合模型、内衬材料模型、土弹簧模型和边界弹簧模型；
20、所述管道基体模型为弹塑性三者线模型，内衬材料模型采用等效模量的方式简化其非均匀性的性质，并采用逐步损伤模型分析内衬材料的失效。
21、在一个可能的实施方式中，所述内衬与管道基体界面粘合模型包括内衬材料与目标内衬集输管道基体材料接触界面的轴向摩擦力、环向摩擦力和径向接触力；
22、所述土弹簧模型包含弹簧弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、塑性变形阶段的参数。
23、第二方面，本专利技术实施例提供一种内衬集输管道失效的数值评价装置，包括：
24、生成模块，用于基于待评价的目标内衬集输管道以及所述目标内衬集输管道所在的环境信息生成有限元几何模型与材料模型和所述环境信息对目标内衬集输管道产生的作用载荷参数；
25、生成模块，用于基于所述有限元几何模型与材料模型和作用载荷参数生成数值计算网格；
26、计算模块，用于基于所述数值计算网格对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果；
27、评价模块，用于基于所述三维数值计算结果对所述目标内衬集输管道进行失效评价。
28、第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的内衬集输管道失效的数值评价程序，以实现上述第一方面中所述的内衬集输管道失效的数值评价方法。
29、第四方面，本专利技术实施例提供一种存储介质，包括：所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述第一方面中所述的内衬集输管道失效的数值评价方法。
30、本专利技术实施例提供的内衬集输管道失效的数值评价方案，通过基于待评价的目标内衬集输管道以及所述目标内衬集输管道所在的环境信息生成有限元几何模型与材料模型和所述环境信息对目标内衬集输管道产生的作用载荷参数；基于所述有限元几何模型与材料模型和作用载荷参数生成数值计算网格；基于所述数值计算网格对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果；基于所述三维数值计算结果对所述目标内衬集输管道进行失效评价。相比于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内衬集输管道失效的数值评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境信息至少包括海冰、海流、海浪和地面沉降信息；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述有限元几何模型与材料模型和作用载荷参数生成数值计算网格，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述数值计算网格对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述三维数值计算结果对所述目标内衬集输管道进行失效评价，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有限元几何模型包括：管道基体模型、内衬与管道基体界面粘合模型、内衬材料模型、土弹簧模型和边界弹簧模型；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内衬与管道基体界面粘合模型包括内衬材料与目标内衬集输管道基体材料接触界面的轴向摩擦力、环向摩擦力和径向接触力；
8.一种内衬集输管道失效的数值评价装置，其特征在于，包括：
9.一
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1~7中任一项所述的内衬集输管道失效的数值评价方法。
...【技术特征摘要】
1.一种内衬集输管道失效的数值评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境信息至少包括海冰、海流、海浪和地面沉降信息；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述有限元几何模型与材料模型和作用载荷参数生成数值计算网格，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述数值计算网格对所述目标内衬集输管道进行三维数值计算，得到三维数值计算结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述三维数值计算结果对所述目标内衬集输管道进行失效评价，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有限元几何模型包括：管道基体模型、内衬与管道基体界面粘合...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，马艳荣，牟建荣，李建军，王洪军，冯启芳，
申请(专利权)人：中国石油化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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