研究总院博士后课题立项申请表

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1、研究总院博士后课题立项申请表立项课题名称深水高压海管裂纹扩展行为研究立项课题研究时长2019年7月－2021年6月立项申请人孙国民岗位名称海油工程设计公司海管设计研究所所长专家级别海工专家一、立项目的、意义及可行性分析深水海底管道作为海洋油气资源输送中不可或缺的一环，其安全性对于整个海洋油气田的成功开发都至关重要。深水项目其具有高温高压、输送介质复杂、环境条件恶劣等特点，对于海管的某些力学性能提出了更高的要求，其中断裂和裂纹扩展问题影响因素复杂，引起的管材断裂后果也非常严重。本课题主要针对深水高压海管的裂纹形成，裂纹扩展因素及扩展速率进行研究，并开发基于

2、有限元法的深水高压海管断裂性能评价方法，从而制定海管裂纹止裂及控制措施，用于指导工程项目实践。二、国内外研究概况国外针对海管断裂韧性及韧性裂纹扩展已经有大量的理论、数值和试验研究工作，如1987年chao博士完成了“Apropagatingductilefracturemodelforapressurizedpipeline”博士论文，2015年brown博士完成了“CFDmodellingofoutflowandductilefracturepropagationinpressurisedpipelines”。作为最新研究，TakahiroHosoe等

3、人于2018年发表了“Underwaterbursttestsforevaluatingunstableductilecrackarrestabilityinoffshorepipelines”。国内关于海管裂纹扩展的研究主要集中在实验研究上，不是从基本的力学观点出发而具有普适的解析公式。同时，围绕西气东输二线工程中管线的延性断裂问题也有一些研究。对于断裂韧性的研究主要采用的是断裂力学方法，试验方法以及基于已有标准规范的校核分析，对疲劳裂纹扩展的本质客观规律解释不足，对疲劳裂纹扩展的理论研究有待进一步深入。三、课题主要研究内容及拟解决的关键技术问题主要研

4、究内容：Ø深水高压海管裂纹扩展因素及扩展速率研究Ø基于有限元法的深水高压海管断裂性能评价研究Ø在役海管腐蚀裂纹扩展模型分析及寿命评估研究Ø深水高压海管裂纹止裂及控制措施研究关键技术问题：Ø海管初始裂纹形态和材料韧性对裂纹扩展的影响分析Ø海管裂纹扩展控制措施及关键指标确定四、课题预期研究成果Ø深水高压海管裂纹扩展因素及扩展速率研究报告Ø基于有限元法的深水高压海管断裂性能评价研究报告Ø在役海管腐蚀裂纹扩展模型分析及寿命评估研究Ø深水高压海管裂纹止裂及控制措施研究报告Ø发表论文2篇五、课题的实用价值、推广应用前景及经济效益课题研究成果可以揭示高压管道裂纹扩展的

5、复杂现象，通过确定管道裂纹扩展的力学行为，形成独立的海管断裂性能评价能力，为止裂设计提供更多的理论根据和分析方法。通过研究裂纹扩展来进行海管材料的寿命评估，保证海管在寿命期内不会发生疲劳失效，同时，可以为海管全生命周期的完整性管理提供技术解决方案，保证海管的本质安全。本课题研究成果可以对新建海管及已建海管的裂纹扩展评估提供有力支持，具有很好的应用前景与经济效益。六、课题预计工作量、所需经费及研究进度计划本课题主要基于理论和数值模拟分析，研究形成海管断裂性能评价技术及止裂控制措施，所需经费约为20万元，主要包含差旅费、资料费、出版及知识产权费等。其中会议费

6、2万，资料费2万，差旅费10万，出版及知识产权费6万。2019年7月至2020年6月：深水高压海管裂纹扩展因素及扩展速率研究，基于有限元法的深水高压海管断裂性能评价研究，在役海管腐蚀裂纹扩展模型分析及寿命评估研究。2020年7月至2021年6月：在役海管腐蚀裂纹扩展模型分析及寿命评估研究，深水高压海管裂纹止裂及控制措施研究，课题成果整理及验收。七、依托项目及其它支持情况依托项目如下：1、“海油工程陵水17-2气田开发”工程项目，研究期限：2018.3-2021.9；2、“陵水17-2气田开发工程项目详细设计研究”产业化科研项目，研究期限：2018.8-2

7、019.12；可为博士后课题研究提供相关方案实施的技术支持和费用支持。八、对所招博士后的期望力学专业，研究方向为断裂力学方向的博士研究生，掌握断裂力学基础理论，具备自主编程能力和程序二次开发能力。有材料知识背景及相关海洋工程经验者优先。依托项目经理确认：1、“海油工程陵水17-2气田开发”工程项目签字：2、“海油工程流花29-1气田开发”工程项目签字：3、“陵水17-2气田开发工程项目详细设计研究”产业化科研项目签字：4、“流花29-1气田开发工程项目详细设计研究”产业化科研项目签字：各分（子）公司总经理意见：签字：年月日海洋工程技术中心主任意见：签字：

8、年月日公司主管领导意见：签字：年月日