(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211307787.7 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 刘啸奔　石彤　王炎兵　胡汇霖　 张宏　 (74)专利代理 机构 北京同立钧成知识产权代理 有限公司 1 1205 专利代理师 孙静　黄健 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 油气管道沉管施工应力校核方法、 装置、 设 备及存储介质 (57)摘要 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。 权利要求书2页 说明书11页 附图6页 CN 115544702 A 2022.12.30 CN 115544702 A 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； 所述施工参数包括管沟参数， 支墩设置参数， 管道附加载荷。 5.根据权利要求1至3任一项所述的方法， 其特征在于， 所述沉管有限元模型满足如下 条件中的至少一种： 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； 油气管道两端采用自由约束； 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； 使用离散刚体模拟土体及支墩； 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。 6.根据权利 要求5所述的方法， 其特征在于， 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。 7.根据权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 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。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544702 A 28.一种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核设备， 其特 征在于， 包括： 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； 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； 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。 9.一种电子设备， 包括： 处 理器和存 储器； 所述存储器存储计算机执 行指令； 所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令， 使得所述电子设备执行权利要求 1至7中任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质中存储有计算机 执行指令， 所述计算机执行指 令被处理器执行时用于实现如权利要求 1至7任一项 所述的一 种基于有限元的油气管道沉管施工应力校核方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544702 A 3