基于随机力学的盐岩地下储气库可靠性分析

论文摘要

利用深部盐岩洞穴进行能源地下储备是国际上广泛认可的能源储备方式,我国盐岩能源地下储库群大规模兴建已经开始。由于近30年,国外盐岩地下油气储库灾难性事故时有发生,因此开展盐岩地下油气储库的可靠性分析工作尤为重要。本文在国家重点基础研究发展计划(973课题)—《油气储库群运营中的灾变风险评估与调控机制》的支持下,以江苏金坛盐岩地下储气库为工程背景,开展了以下工作：(1)通过收集、整理国内外大量能源地下储备库的事故资料,辨识出了影响盐岩地下储库规划设计、施工、运营各阶段的安全性的主要风险因子；针对主要风险因子,建立了盐岩地下储气库材料参数的随机有限元模型,以及盐岩弹性模量的随机场模型,探讨了在不同模型下盐岩地下储气库的可靠度；(2)从储气库的稳定性、密闭性和可用性角度出发,总结了14种盐岩地下储气库的可能失效模式；并针对以下3种主要失效模式：顶底板受拉破坏、泥岩夹层与盐岩交界面层面滑动、腔壁片帮破坏,计算出了5条储气库渐进失效路径,及其各失效路径的发展方向及深度；讨论了在上述失效模式下盐岩地下储气库的体系可靠度。本文的结论对实际工程中工程监测、安全防护提供了一定的理论参考价值,为工作人员采取相应措施,避免事故发生提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 盐岩地下储库建设情况
• 1.1.2 盐岩地下储库可靠性研究的重要意义
• 1.2. 国内外研究现状
• 1.2.1. 盐岩地下储库国内外研究现状
• 1.2.2. 随机可靠性理论研究现状
• 1.3. 本文的主要工作及技术路线
• 第二章 随机场理论概述
• 2.1 可靠度理论及主要计算方法
• 2.1.1 一次二阶矩法
• 2.1.2 J C法
• 2.1.3 蒙特卡罗法
• 2.1.4 响应面法
• 2.2 随机场基本理论
• 2.2.1 随机场的概念
• 2.2.2 随机场的数字特征
• 2.2.3 方差折减函数
• 2.2.4 相关距离
• 2.2.5 随机场的离散
• 2.2.6 随机场的模拟
• 2.3 程序设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 考虑弹模为随机场的盐岩地下储库随机力学分析
• 3.1 影响盐岩地下储气库安全性的风险因子分析
• 3.2 主要随机变量随机场模型的建立
• 3.2.1 工程概况
• 3.2.2 盐岩弹性模量随机场模型
• 3.3 随机力学分析研究
• 3.3.1 计算模型及材料随机参数
• 3.3.2 失效破坏准则
• 3.3.3 结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 盐岩地下储气库体系可靠度研究
• 4.1 结构最大可能失效模式
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 结构主要失效模式计算方法
• 4.1.3 盐岩地下储气库可能失效模式
• 4.2 结构体系可靠度
• 4.2.1 串并联系统
• 4.2.2 体系可靠度简化计算公式
• 4.3 盐岩地下储气库体系可靠度分析
• 4.3.1 计算模型
• 4.3.2 渐进失效路径研究
• 4.3.3 体系可靠度计算
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间参与的科研项目
• 硕士期间参与的学术会议
• 硕士期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表