刘晓霞 贾 旭 黄 俊

（中海油研究总院）

目前我国输送高温海洋油气的管线主要是刚性连接的海底双层管线。海底双层管线内外温差较大，热膨胀可能引起管线的变形，产生内外管的轴向力，轴向力的大小是决定双层管线热屈曲的主要因素。针对海底管线的热膨胀问题，目前国内外大部分文献资料和海管设计规范都是从单层管出发，而对海底双层管线的热膨胀计算方法并没有太多的研究。Bokaian［1］从应变的角度出发利用数学分析模型研究了海底双层管线指数温度梯度、长度、重量、摩擦以及内外管相对刚度对热膨胀特性的影响规律；石云［2］从应变的角度出发得出了双层管结构的过渡段长度、管线的热膨胀位移以及内外管轴向力计算方法，但文献［1－2］都没有给出如何分析双层管线的轴向应力分布状态，而管线的轴向应力分布状态直接影响管线的屈曲行为，因此，继续开展海底双层管线的热膨胀分析研究工作具有非常重要的意义。

基于剪滞理论建立模型，提出了海底双层管线热膨胀计算的新方法。该方法可以计算得到内、外管的轴向应力分布状态和土壤摩擦力对管线轴向力的影响规律。通过实际工程中某海底双层管线热膨胀分析的实例验证，本文方法计算得到的热膨胀计算结果与工程常用方法的计算结果基本接近。本文提出的计算方法简单方便，得出的结果直观详细，该方法可以用于分析海底双层管线的热膨胀问题。……