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冻土区埋地管道周围土壤水热力耦合作用的数值模拟     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Numerical Simulation for Couplings of Water, Temperature and Stress Fields of Underground Oil Pipeline in Cold Region
【作者】 郑平;
【导师】 张国忠; 吴明;
【学位授予单位】 中国石油大学;
【学科专业名称】 油气储运工程
【学位年度】 2011
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 中国石油大学
【网络出版投稿时间】 2011-09-22
【关键词】 冻土; 埋地管道; 温度场; 水分场; 应力场; 耦合作用;
【英文关键词】 Frozen soil; Underground pipelines; Temperature field; Water field; Stress field; Couplings;
【中文摘要】 目前,我国与俄罗斯,哈萨克斯坦等国家共同铺设的跨国输油管道工程现已陆续完成,从俄罗斯和哈萨克斯坦引进的石油及天然气管道都经过我国东北部冻土区。而在漠河——大庆段管道穿越我国东北多年冻土区,土壤的冻胀和融沉问题已成为影响此管道工程安全的重要因素。本文从传热学、渗流力学及冻胀力学三方面理论入手,系统地研究了季节冻土区土壤的热物性参数及其在不同条件下的变化情况,深入分析冻土的温度场、水分场之间的关系,以及埋地输油管道在冻土温度场、水分场和应力应变场多场耦合作用影响下发生的冻胀和融沉变形。 主要研究成果总结如下: 基于温度场方程的寒区埋地管道经济埋深的数值计算 建立寒区埋地管道周围土壤温度场的非稳态控制方程,重点考虑埋地管道的初始条件和边界条件,即土壤周期性变化的初始温度、地表不同日平均温度、土壤是否冻结等因素对管道温度场的影响。对某埋地输油管道的土壤温度场发展情况进行了数值模拟,分析了相同时间内、不同埋设深度处土壤温度场的变化趋势,从而确定油气管道比较合适的埋设深度。研究了在非冻结状态和冻结状态时土壤温度场的变化情况。并通过不同深度管道年经济费用的对比,得到埋地管道较为经济的埋设深度。 ...
【英文摘要】 At present, underground pipelines engineering constructed by China and Russia, Kazakhstan have been completed. The petroleum and natural gas pipelines all go through permafrost regions in northeastern China. The pipeline from desert-river to Daqing is in the permafrost regions. The soil frost heaving and thaw have already affected the safety of the pipeline engineering. This paper is depending on Chinese Petroleum Corporation Funded Project“Oil pipelines optimization and operation safety technology”. Based ...
【更新日期】 2011-10-18

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