西部原油成品油管道的投产方式

西部原油成品油管道地处沙漠、戈壁干旱地区,如全线充水投产,备水困难,费用高。为此对管道的投产方式进行了调整,首次引入了空管投油的理念。成品油管道投产时油头前采用一定长度的充水段来确保投产安全;原油管道投产时,采用了两端同时进油的投产方式,尤其是乌鄯原油支干线投产时完全空管投油。文章重点论述了投产排气方法、油品质量控制、最优充水长度的确定、成品油和原油管道投产油头保护介质的选取等。     

海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。     

输气管道投产置换注氮量计算方法

目前，国内管道投产置换过程中所需氮气量主要根据经验确定，存在较大的盲目性，导致天然气管道投产成本较高，安全风险较大。为此, 以长呼管道(长庆气田至呼和浩特市)为背景，对其投产置换过程中管道内空气段、氮气段和天然气段的紊流扩散情况进行了多工况数值模拟，并对模拟计算结果进行多参数拟合，从而推导出投产置换过程中气体混合段长度以及注氮量的计算公式。将计算结果与现场试验数据对比可以看出：提出的混合段长度和注氮量计算公式具有较好的预测准确性。     

湖南长岭—株洲成品油管道顺序输送混油量的计算与分析

为了确保长岭─株洲管道安全、平稳、高效运行,结合成品油管道的管路特性和顺序输送混油理论,对该管道监界流量、临界雷诺数、混油量和初始混油长度对混油量的影响等特性进行了计算和分析。结果表明：长岭─长沙段和长沙─株洲段的临界流量分别为350和270m3/h;混油量理论计算公式的计算值与实际值偏差较小,可作为长岭─株洲管道混油量计算的通用公式;长岭首站产生的初始混油长度对下载点混油总长度的影响会随着管道距离的增长逐步减少,将首站初始混油长度控制在200m以内时,首站初始混油长度对长沙站混油长度的影响已不明显,但长沙站的初始混油长度对株洲末站混油量影响较大。     

水下管道共振的产生及悬空段的长度计算

叙述了水下管道由于受水流动力等复杂情况作用，造成管道被冲刷，形成悬空管段，就会因振破坏管道，造成重大事故。因此，应对水下管道受力情况进行认真分析，研究水下管道悬空段的产生，并计算其发生共振时的悬空长度，给出了为防止共振的最大悬空长度计算实例，对于水下管道的维护管理，确保管道安全是十分必要的。     

海底管道悬空段管跨振动的共振分析

从涡激振动的概念、管跨固有频率的计算方法、临界悬空长度的确定对管跨作共振分析,采用MATLAB编制计算程序,通过算例计算分析,得到如下结论:随着外流流速的增加,管道的临界悬空长度降低,即管外流速越大,管道越容易发生共振;随着内压的增加,管道的临界悬空长度降低,即管内压强越大,管道越容易发生共振。     

水平井水平段合理长度经济评价研究

水平井水平段存在一个合理长度区间。文章建立了水平井产量模型，应用产量模型计算了不同水平段长度对应的水平井产值，从计算数据可以看出，水平井的成本随着水平井段长度的增加急剧上升。根据现场实际数据，应用最小二乘法拟合出了水平井水平段成本和进尺之间的关系方程。应用投资回收期、净现值、净现值指数等经济评价指标对某水平井进行了计算分析，确定了该水平井的最优水平段长度。     

三-八输气管道穿越河流悬空长度安全分析

以三-八输气管道的悬空段为研究对象,建立了悬空段振动方程,用Hermit插值法离散得到其有限元形式,把避免出现涡激振动作为控制务件,采用Matlab编制输气管道悬空计算程序,确定不同流速下管道失效的悬空临界长度。结果表明,三-八输气管道在汛期河水湍急时实际悬空长度已接近或超过悬空临界长度,已严重影响到管道的安全运行,建议对三-八输气管道及时进行悬空治理,从而保障输气管道的安全运行。     

中高渗透油藏水平井整体开发水平段设计方法

为了描述水平段长度与井网密度的关系和在水平段井筒中水力阻力与水平段长度及产油量的关系,建立了数学方程组,可用于研究从油藏流入到水平段流出过程中各参数对水平段长度及产油量的影响,并可用于优化水平段长度,计算单井控制面积和产油量。由于该方法在考虑供给半径影响因素的同时还考虑了水平井开发对采收率的影响,因此,相对更加合理。提出了以流入、流出一体化主方程的导数方程为0,求解原方程的极大值,是水平段长度计算的较好方法。利用生产压差与水平段长度成反比关系,确定合理生产压差,进而设计出合理的水平段长度。用该方法进行了实例计算。     

埋地长输管道在线开挖应力计算方法

对于埋地管道,大修时如何保证安全开挖是非常重要的。文章综合考虑管道挖开修复段的长度、沿管线分布的土壤特性、输送压力等相关因素,建立了管道挖开情况下的力学模型。根据模型的特点,采用有限元法进行求解,计算出开挖时管道的最大综合应力,从而确定管道开挖的安全长度,为指导管道安全大修提供了一定的理论依据。     

深水多跨海底悬空管道的疲劳分析

介绍基于疲劳分析准则的多跨海管自由悬跨评估方法,采用有限元分析软件Abaqus,结合管-土相互作用参数,建立多跨海管数值计算模型,提出悬空管道模态分析方法,并基于Palmgren-Miner线性损伤累积理论及采用S-N曲线,给出管道疲劳寿命的计算过程。通过工程实例,计算获得多跨海管的自振频率及应力幅值,完成多跨海管的疲劳寿命计算与分析,为工程设计起到一定的指导作用。     

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天然气管道是连接气田和市场的纽带和桥梁,因此确保管线安全运行是至关重要的。我国油气资源丰富的西部地区,泥石流、沼泽化、冻融及河流侵蚀坍岸等地质灾害时有发生。为确保输气管线在设计、施工及使用期间的安全可靠,需要对管线系统进行可靠性分析,从而为工程设计、施工和管理提供理论依据。采用数值模拟方法,利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ模拟了地震、沼泽、泥石流、山体崩塌等地质灾害下有覆盖土层的钢制天然气输气管线,旨在提出确保管道安全的悬空跨度和埋置深度。模型考虑了管道与周围岩土的共同工作,分为悬空管道上有覆盖土层和完全裸露两种情况。计算给出了管道危险截面上的应力和位移分布,以及它们随管道参数埋深和悬空跨度变化曲线。并指出适当加大埋深有利于悬空段上部土壤形成压力拱桥,减少对管道的压力,从而避免管道发生失效破坏。对裸露管线,危险点多出现在悬空段起始处,而不是在跨中     

对穿越黄河管道悬空段治理措施的分析

由于河流的冲刷作用,某穿越黄河输油管道悬空段长度达到49 m,受力状态十分危险。针对其特定的地理位置及环境条件,提出了设置拉索的治理方案。文章通过对悬空管道治理前后应力及涡激振动的计算分析,得出该治理方案可有效减小悬空管道应力,但还不能防止悬空管道因涡激振动产生疲劳破坏的结论。     

复合材料缠绕修复管道的应力分析

非金属缠绕管道修复是在役管道受损后的一种主要修复方式,对于保障油气管道的平稳安全运行具有十分重要的意义。基于组合薄壁圆筒的力学分析理论,推导出了管道修复厚度的计算公式,并考虑缠绕材料的各向异性建立了缠绕修复管道的有限元分析模型。分析结果表明,缠绕层对附近管体的应力状态影响不大,只要修复厚度和修复长度合适,就能够完全恢复管道的承压能力。缠绕层在管道缺陷区域屈服以后能起到明显的承载作用。增大缠绕层厚度,可降低管道和缠绕层中的环向应力;而当缠绕层厚度小于最小修复厚度时,即使加大修复长度也无法完全恢复管道的承压能力。最后,对基于有限元法和解析方法得到的缠绕层厚度和长度进行了对比,结果表明,缠绕层厚度的计算公式偏于安全,可用于管道修复缠绕层的设计计算。     

海底管线开沟埋设时的应力分析

海底管线在开沟埋设过程中，在非水平长度段内，高差引起的管线局部弯曲可导致管线承受较大应力。利用材料力学的方法对海底管线的受力作了分析，得出了悬空段长度、悬空段弯矩和管线应力的解析式，并讨论了影响管线开沟应力的一些因素。为方便工程人员设利一分析，给出了悬空段长度和管线应力随沟深变化的曲线。     

链带抽油机机架有限元分析及方案优选

采用结构线性静动力分析程序SAP5对LDCJ14— 6型链带抽油机机架做了有限元分析和计算 ,从 12种机架方案中逐步优选出了最佳设计方案 ,其优选过程主要分 3部分完成 :分析抽油机机架的受力情况 ,建立力学模型 ;用空间有限元法进行强度和刚度计算 ;以机架节点位移满足行业标准SY5 4 4 2 - 92的要求及机架整体质量最轻为条件 ,通过改变各机架主要杆件的截面尺寸和几何位置 ,优选出最佳设计方案。经过优选出的机架 ,其强度、刚度及整体稳定性满足使用要求 ,且整体质量较轻。经综合应力测试和振动测试 ,在冲程 6 0 3m ,冲次 4 0 5min- 1时 ,机架前后最大振幅为 4mm ,机架结构受力均匀     

地表冲沟条件下悬空管道的力学模型与延寿分析

各种类型的地质灾害严重影响埋地油气管道的服役年限。为此,采用经典力学中的弹塑性地基模型和Winkler弹性地基模型进行理论建模,根据工程实际情况结合两种模型各自的优点,构建有限元实体模型,并选择冲沟引发管道悬空为研究对象进行仿真计算,得到悬空管道结构与强度、刚度之间的定量关系;进而提出了通过减小重量变动,改变材料组成及结构,来提高悬空管道抗弯性能的技术思路,即借鉴碳纤维材料强固技术提升钢筋混凝土梁柱的抗弯曲和抗剪切能力的经验,设计管道的强固结构。在此基础上,综合分析管道悬空力学模型的理论数据和工程相似性。结果表明:①使用碳纤维材料来强固管道结构,可以改善管道抗弯和抗剪切能力,并且可开展实验进行定量研究;②碳纤维强固技术在管道设计与施工阶段的运用,可作为地质灾害下管道延寿工程的源头治理方法之一。     

崎岖海床上管道变形和应力研究

为了准确得到海底管道铺设在崎岖海床上的变形和应力状态,文章采用有限元法进行管道纵断面分析,计算得出了相关曲线。通过与A H M ouselli给出的曲线对比,验证了不同张力条件下海底低洼凹陷和隆起地形对管道应力的影响,数值解略小于M ouselli曲线结果。最后以实际的崎岖海床为例,计算了管道在空管和满油状态下的纵断面变形曲线和弯曲应力。根据得出的管道弯曲应力分布,能够科学合理地给出海床处理方法,保证海底管道的安全。     

管道全位置激光-电弧复合焊接成形有限元研究

针对管道焊接问题,对全位置激光-电弧焊接成形规律进行研究。通过创建空间位置焊接熔池成形方程组,采用ANSYS有限元软件模拟管道全位置焊接过程中的温度分布及熔池流动,根据多场耦合法,对管道全位置焊接过程进行模拟计算。结果表明,创建的管道全位置焊接熔池成形方程组,可应用于熔池受力和熔体金属运动过程,建立的全位置焊接 ANSYS有限元模型,实现了对焊接过程的温度场和流场的耦合分析;使用多场耦合,能够得到不同阶段熔池温度场与流场的分布,能够为管道焊接提供技术支撑。     

天然气管道系统地震响应分析

天然气、液化石油气管线系统遭到地震破坏，会引发严重的火灾、泄露、爆炸、污染等次生事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡，因而确保这些管系的抗震安全是极其重要的。为此，对一段天然气管道系统的地震激发的动态响应进行了分析。采用有限元建模方法，考虑了管系的复杂支撑、吊架、管系设备、弯头的影响，计算出了三维EIcentro地震激发的管系模态，管系位移、转角响应幅值，以及地震激发的管系模态响应系数。从计算结果看出，地震对管系的动态特性有着重要影响，在管道设计时应该对此加以考虑，并提出了提高管系抗震的措施。