本申请提供一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：根据沉管参数建立第一沉管有限元模型，并获取第一沉管有限元模型输出的油气管道的第一当前最大应力值；根据第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，并获取第二沉管有限元模型输出的油气管道的第二当前最大应力值；根据第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，其中，第三沉管有限元模型的沉管参数用于施工现场。本申请的方法，解决了现有方法在计算过程中费时费力，存在一定误差与失误，导致计算效率和校核质量下降的问题。质量下降的问题。质量下降的问题。
【技术实现步骤摘要】
油气管道沉管施工应力校核方法、装置、设备及存储介质
[0001]本申请涉及管道施工
，尤其涉及一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]油气管道作为全球运输油气资源的主要方式之一，具有高效率、低成本、可持续运输等优点，在促进国家经济建设发展过程中发挥着极其重要的作用。
[0003]想要保障油气管道输送的安全、可靠，就要加强油气管道施工工程中安全性校核的工作，从根本上保障油气管道工程质量。埋地油气管道施工过程中，重要的一环就是油气管道的沉管下沟作业。现有方法对油气管道沉管下沟施工过程中的应力计算手段主要是通过理论数学计算来完成，并基于所计算的应力数据进行校核。在工程实际过程中，管道、土壤及沉管施工深度等参数的代入需要根据实际施工情况不断调整。
[0004]现有方法在计算过程中需要人为输入参数，费时费力，且可能存在一定误差与失误，导致计算效率和校核质量下降，使管道沉管下沟作业存在安全隐患。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有方法在计算过程中费时费力，存在一定误差与失误，导致计算效率和校核质量下降的问题。
[0006]一方面，本申请提供一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法，包括：
[0007]根据沉管参数建立第一沉管有限元模型，并获取所述第一沉管有限元模型输出的油气管道的第一当前最大应力值，所述沉管参数包括管道参数、土壤参数以及施工参数；
[0008]根据所述第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，并获取所述第二沉管有限元模型输出的油气管道的第二当前最大应力值；
[0009]根据所述第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，其中，所述第三沉管有限元模型的沉管参数用于指导施工现场。
[0010]可选地，所述根据所述第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，包括：
[0011]判断第一当前最大应力值是否吻合历史实测最大应力值；
[0012]若否，更新土壤参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第一当前最大应力值；
[0013]重复执行更新土壤参数和施工参数的过程，直到修正后的第一当前最大应力值吻合历史实测最大应力值，得到第二沉管有限元模型。
[0014]可选地，所述根据所述第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新所述
沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，包括：
[0015]判断所述第二当前最大应力值是否小于所述许用应力值；
[0016]若否，更新管道参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第二当前最大应力值；
[0017]重复执行更新管道参数和施工参数的过程，直到修正后的第二当前最大应力值小于许用应力值，得到第三沉管有限元模型。
[0018]可选地，所述管道参数包括管径、管道壁厚，弯管角度以及弯管尺寸；
[0019]所述土壤参数包括土壤类型和摩擦系数；
[0020]所述施工参数包括管沟参数，支墩设置参数，管道附加载荷。
[0021]可选地，所述沉管有限元模型满足如下条件中的至少一种：
[0022]假设油气管道足够长，起始下沟点下沟时不会对油气管道端部产生影响；
[0023]油气管道两端采用自由约束；
[0024]沉管下沟过程中，油气管道与土体之间的支撑作用采用接触单元模拟；
[0025]使用离散刚体模拟土体及支墩；
[0026]通过将右侧土块下移模拟挖掘机开挖产生的不同沟底深度。
[0027]可选地，所述油气管道本体采用abaqus软件中的一阶剪切变形梁单元模型。
[0028]可选地，所述沉管有限元模型为abaqus非线性有限元模拟软件建立的模型。
[0029]另一方面，本申请提供一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核装置，包括：
[0030]第一建模模块，用于根据沉管参数建立第一沉管有限元模型，并获取所述第一沉管有限元模型输出的油气管道的第一当前最大应力值，所述沉管参数包括管道参数、土壤参数以及施工参数；
[0031]第二建模模块，用于根据所述第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，并获取所述第二沉管有限元模型输出的油气管道的第二当前最大应力值；
[0032]第三建模模块，用于根据所述第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，其中，所述第三沉管有限元模型的沉管参数用于施工现场。
[0033]可选地，第二建模模块具体用于：
[0034]判断第一当前最大应力值是否小于历史实测最大应力值；
[0035]若否，更新土壤参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第一当前最大应力值；
[0036]重复执行更新土壤参数和施工参数的过程，直到修正后的第一当前最大应力值小于历史实测最大应力值，得到第二沉管有限元模型。
[0037]可选地，第三建模模块具体用于：
[0038]判断所述第二当前最大应力值是否小于所述许用应力值；
[0039]若否，更新管道参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第二当前最大应力值；
[0040]重复执行更新管道参数和施工参数的过程，直到修正后的第二当前最大应力值小于许用应力值，得到第三沉管有限元模型。
[0041]可选地，所述管道参数包括管径、管道壁厚，弯管角度以及弯管尺寸；
[0042]所述土壤参数包括土壤类型和摩擦系数；
[0043]所述施工参数包括管沟参数，支墩设置参数，管道附加载荷。
[0044]可选地，所述沉管有限元模型满足如下条件中的至少一种：
[0045]假设油气管道足够长，起始下沟点下沟时不会对油气管道端部产生影响；
[0046]油气管道两端采用自由约束；
[0047]沉管下沟过程中，油气管道与土体之间的支撑作用采用接触单元模拟；
[0048]使用离散刚体模拟土体及支墩；
[0049]通过将右侧土块下移模拟挖掘机开挖产生的不同沟底深度。
[0050]可选地，所述油气管道本体采用abaqus软件中的一阶剪切变形梁单元模型。
[0051]可选地，所述沉管有限元模型为abaqus非线性有限元模拟软件建立的模型。
[0052]本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
[0053]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法，其特征在于，包括：根据沉管参数建立第一沉管有限元模型，并获取所述第一沉管有限元模型输出的油气管道的第一当前最大应力值，所述沉管参数包括管道参数、土壤参数以及施工参数；根据所述第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，并获取所述第二沉管有限元模型输出的油气管道的第二当前最大应力值；根据所述第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，其中，所述第三沉管有限元模型的沉管参数用于指导施工现场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一当前最大应力值和油气管道的历史实测最大应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第二沉管有限元模型，包括：判断第一当前最大应力值是否吻合历史实测最大应力值；若否，更新土壤参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第一当前最大应力值；重复执行更新土壤参数和施工参数的过程，直到修正后的第一当前最大应力值吻合历史实测最大应力值，得到第二沉管有限元模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二当前最大应力值和油气管道的许用应力值，更新所述沉管参数中的至少部分，得到第三沉管有限元模型，包括：判断所述第二当前最大应力值是否小于所述许用应力值；若否，更新管道参数和施工参数，得到新的沉管参数，并根据新的沉管参数建立新的沉管有限元模型，得到修正后的第二当前最大应力值；重复执行更新管道参数和施工参数的过程，直到修正后的第二当前最大应力值小于许用应力值，得到第三沉管有限元模型。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述管道参数包括管径、管道壁厚，弯管角度以及弯管尺寸；所述土壤参数包括土壤类型和摩擦系数；所述施...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘啸奔，石彤，王炎兵，胡汇霖，张宏，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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