考虑流固耦合效应的跨断层输气管道力学分析

为了保障跨断层埋地管道在流体输送过程中的安全服役,采用ADINA有限元软件,在考虑流固耦合效应基础上构建跨断层输气管道三元耦合模型,同时针对不同模拟状态(空管、均匀内压和流固耦合)、断层类型(正断层、逆断层和走滑断层)和流体压力(6 MPa、8 MPa和10 MPa)下埋地管道的力学响应开展仿真模拟,从而为跨断层管道有限元建模和安全设计提供理论参考。结果表明,与空管和均匀内压状态相比,考虑流固耦合效应的有限元模型能够更为准确地模拟埋地输气管道在实际工况下的力学响应;管道通过走滑断层和正断层时主要受拉伸应力,通过逆断层时主要受压缩应力,管道受压时容易产生局部屈曲失稳从而导致失效,因此通过走滑断层较为安全,通过逆断层最为危险;在断层位移小于0.8 m、输送压力为8 MPa时,管道抵抗走滑断层位错的能力增强。高压输送导致管道在断层错动和流体压力的共同作用下变形加剧,在穿越逆断层时较小的输送压力更能保证埋地管道的安全运行。

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本文档关键词:耦合,断层,力学,效应,分析