朱红卫 盛积良 姜诗源 李新宏 陈国明 智晨潇

(1.中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心 山东青岛 266580；2.中交海洋建设开发有限公司 天津 300451)

双层管(PIP)[1]由于其出色的强度性能以及保温、抗腐蚀的特性，越来越多地应用于海底油气输运中。但是，复杂的海底地形、不同的铺设状态以及特殊的服役环境，导致海底管道产生悬跨，易引起涡激振动，使管道出现疲劳损伤并可能发生断裂，造成油气泄漏[2]。目前，国内外学者对海底悬跨管道振动特性问题做了大量的研究工作。娄敏 等[3]把悬跨段端部简化为简支边界，研究了管道内流、轴向力和压强等对允许管道悬跨长度的影响。Fyrileiv O等[4]指出,海底悬跨管道自振频率受有效轴向力影响，而非实际轴向力。时米波 等[5]通过对不同土壤和流速条件下管跨振动的研究，建立了较传统模型计算精度更高的新模型。倪玲英 等[6]考虑波流及内压等影响，建立了双层管及等效单层管模型，结果表明不考虑内压和热膨胀时可用等效单层管近似代替双层管，否则用等效单层管会导致计算结果偏差较大。曾霞光 等[7]考虑管道初始形状、压力、温度载荷、管道材料非线性、管土作用非线性和内外管相互接触作用等因素，利用管土作用单元建立了双层海底管道隆起屈曲模型，实现了双层管道管隆起屈曲过程模拟。

目前双层管系统主要有2种，一是内外管之间完全填充绝热材料，如聚氨酯泡沫；二是内外管之间为扶正环和绝热层，其中扶正环安装在内管上，多为聚合物，用来防止外管对保温层的磨损和撞击。……