含腐蚀缺陷海底管道压溃压力计算方法

腐蚀是海底管道最常见的缺陷形式,明确腐蚀缺陷对海底管道压溃压力的影响规律,建立可靠的压溃压力计算方法对评估海底管道的安全运行具有重要意义。考虑几何非线性和材料非线性,建立了含腐蚀缺陷的海底管道数值仿真模型,通过与文献试验数据对比验证了其可靠性。在此基础上,开展了腐蚀参数敏感性分析,得到了腐蚀深度、长度和宽度对海底管道压溃压力的影响规律:腐蚀长度、宽度和深度对海底管道的压溃压力影响效果依次递增,相对于轴向短腐蚀管道,腐蚀深度和腐蚀宽度对长腐蚀管道压溃压力的影响更大。基于敏感性分析和大量数值计算结果,采用非线性回归方法得到了含腐蚀缺陷海底管道压溃压力的计算公式,将该公式计算结果与文献试验结果和现有方法计算结果进行了对比,本文回归公式与试验值的误差小于10%,与现有计算方法的误差小于3%,证明本文回归公式能较为准确地预测含腐蚀缺陷海底管道的压溃压力。相关成果为含腐蚀缺陷海底管道的完整性评价提供了参考。     

含初始缺陷海底管道外压非线性屈曲研究

随着海洋油气的开采逐步走向深水,外部静水压力成为深水海底管道的重要环境条件。含初始缺陷海底管道在外部压力的作用下,可能会发生局部屈曲,并沿轴向发生屈曲传播,造成重大损失。为了进一步探究含初始缺陷海底管道在实际工况下受到外压作用时的响应,运用数值模拟方法对海底管道在外压作用下的屈曲特性进行研究。考虑到海底管道材料非线性和几何非线性,通过非线性有限元方法对带初始缺陷管道的压溃力学特性进行了研究;基于Python参数化建模的方法,计算超过1 200个数值模型,对影响带初始缺陷管道屈曲的几何参数和材料参数进行敏感性分析;运用非线性最小二乘法拟合得到极限承载力简化计算公式,并与相关试验数据进行对比,误差小于7%。     

深水海底管道的抗压溃屈曲性能试验研究

为了明确深水海底管道的抗深水压溃性能,防止管道发生压溃屈曲及屈曲扩展破坏,采用有限元模拟及实物管件外压测试试验的方法,对开发的X70钢级Φ914 mm×36.5 mm规格深海用厚壁直缝埋弧焊接钢管管件在35 MPa均布外压载荷下的抗深水压溃屈曲性能进行了试验研究。深海高压模拟试验舱外压测试试验表明,管件在不承受内压的条件下,最大外压加载至35 MPa,并保压15 min,管件无失稳、凹陷或压溃现象,管件的变形属于弹性变形。研究结果表明,试验管件的强度能够承受35 MPa的静态外压载荷,具备抵抗相当于3 500 m水深的海底管道的压溃屈曲能力。     

静水压力作用下海底单层保温管道压溃屈曲分析

基于弹性力学理论,根据单层保温管道的结构特点、力的层间传递特性和管体变形协调条件,建立了静水压力作用下海底单层保温管道各层受力分析模型,探讨了静水压力作用下海底单层保温管道各层应力分布计算和临界屈曲荷载分析方法,并对南海某油田海底单层保温管道进行了压溃屈曲分析计算,其结果已用于该工程项目设计,并通过了第三方检验机构的检查。     

动力载荷与外压联合作用下深海管道的压溃

建立具有局部椭圆度的海底管道模型进行结构安全评估,模拟管道屈曲过程并得到临界动力面载荷幅值。分析阻尼对管道屈曲的影响并选取管道阻尼比,并对考虑阻尼管道模型的外压、圆频率、椭圆度进行敏感性分析。结果表明:阻尼对动力载荷下管道压溃有较大影响。在其他条件相同的情况下,余弦载荷对结构的危害性大于正弦载荷,椭圆度管道长轴动力加载的危害性大于短轴加载。     

长径比对水下夹具维修海底管道的压溃影响

夹具维修是点蚀穿孔海管维修的主要方法,但夹具施加给海管的压力过大会导致海管发生压溃失效。鉴于此,利用有限元分析软件ABAQUS建立了点蚀穿孔管道的有限元模型,研究长径比B/D对夹具维修点蚀穿孔海底管道压溃性能的影响,分析了点蚀穿孔海底管道在夹具作用下的抗压溃能力,给出了B/D与夹具压溃压力pc之间的关系。研究结果表明:当长径比B/D一定时,随着海管内压的增大,海管抗夹具压溃能力越强;内压一定时,海管抗夹具压溃能力随长径比的增大而增强。研究结果对夹具维修方法的适用性评价以及夹具整体结构优化设计具有指导意义。     

国内外深水海底管道技术发展现状概述

对近年来国内外已建或即将建设的重点难点深水海底管道项目进行了统计,以及对典型深水海底管道项目进行了分析,总结了不同工作水深、管径和铺设方式等参数,并对深水海底管道设计阶段的管材选择,特别是高强钢管材的应用,以及施工阶段的安装资源等方面进行了研究。对具备深水铺管能力的铺管船资源进行了整理,特别是对近期新服役的多功能新型铺管船的关键设备和技术参数进行阐述,可为后续相关深水海底管道设计、施工提供参考。     

深水海底管道屈曲扩展非线性有限元分析

基于ABAQUS对深水海底管道屈曲扩展进行了有限元分析。有限元分析采用Riks法,考虑Ramberg-Osgood材料非线性本构关系,模拟了在初始椭圆度缺陷下的系统压溃和屈曲扩展过程。通过有限元模拟对屈曲扩展压力与径厚比D/t关系进行了深入研究,并与DNVGL-ST-F101和API-RP-1111规范公式计算值进行比较,表明模拟分析所得各个海底管道径厚比D/t的屈曲扩展压力与DNVGL-ST-F101规范值相吻合,即使对于DNVGL-ST-F101超出规范公式适用范围的小径厚比(D/t≤15)的情况同样如此,表明在小径厚比条件下DNVGL-ST-F101屈曲扩展公式仍然适用。海底管道屈曲扩展有限元模拟方法和所得的结论对深水海底管道壁厚选择和止屈设计(尤其是小径厚比D/t≤15)有指导作用。     

中国石油形成海底管道抗屈曲和抗压溃模型实验技术

设立于中国石油集团海洋工程有限公司工程技术研究院的集团公司海洋工程重点实验室,依托国家863项目"深海油气输运高强厚壁管材关键技术研究",形成深水高压环境下的海底管道的抗屈曲和抗压溃模型实验技术。这项技术用于解决深水海底管道在铺设过程中受到静水压力和弯矩联合作用下的抗屈曲和抗压溃实验检测。海洋工程重点实验室技术人员通过管道有限元模型分析,建立缺陷和弯矩等效关系,确定缺陷尺寸,设计     

海底管道回接技术

在特定海况和复杂海底地貌、地质情况下，如何将新开发的管道并入已建的海底输油气管道，以保证油气高效、安全地输送，是海底管道回接技术需要解决的问题。对短管尺寸水下测量方法、深水管道对准方法进行了介绍，重点介绍了水下焊接、水下机械联接、水下带压开孔3种海底管道回接方法；分析了我国深水管道回接技术研发的重要性，提出了我国海底管道回接技术研发的关键技术。     

基于现场总线技术的控制系统的探讨

现场总线控制技术是20世纪末工业过程控制发展的新技术，是计算机网络技术，自动化仪表制造技术和过程控制发展的结果。简单介绍了现场总线技术，通过基于现场总线技术的控制系统与传统控制系统的比较，指出了现场总线控制系统的特点及优势，为现场总线技术的应用提供了良好的信息平台。     

影响连续测斜仪测量精度的因素分析

文章简要介绍了测斜仪的工作原理,说明了其测井资料在油田勘探开发中的作用,找出了几种影响其测量精度的因素,并对其做了定性或定量的分析,提出了较合理的解决方法.     

固相颗粒对储层的伤害规律研究

目前整个延长油田执行的注入水水质标准中悬浮固体含量不大于1.0 mg/L,悬浮固体粒径中值不大于1.0μm[1]。注水开发存在一系列的问题:针对性不强,不同开发层系物性差别很大,却在执行同一个标准;受处理成本、现有水处理工艺和方法等制约,含油污水处理后无法达到上述严苛的注入水水质标准。本论文通过注入水中悬浮固相颗粒浓度、粒径对储层伤害程度进行了研究,最终确定了适合延长油田注入水的水质指标:注入水水质的悬浮固相颗粒含量应不大于10 mg/L,颗粒粒径应不大于5μm。     

淀粉酶降解性能研究

针对当前对生物酶降解淀粉作用机理研究不足的问题,通过DNS比色法,考察了不同淀粉生物酶对淀粉的降解过程,并考察了温度、pH值和表面活性剂等外界条件对生物酶降解性能的影响.研究发现,pH值对淀粉酶的降解能力影响最大,在pH值为6.0时其活性最高,而在pH值为8时效果最差;温度对淀粉酶的影响也较大,温度从50℃升高到75℃后,淀粉酶的活性对pH值变得更加敏感,碱性环境对酶解的抑制作用更强;表面活性剂对淀粉酶具有抑制作用,且其浓度越大,抑制作用越强.该研究结果有助干指导淀粉酶的现场应用.     

射孔对生产套管强度的影响规律研究

为了深入了解射孔对生产套管强度的影响,采用弹塑性有限元分析方法,分别对未射孔套管和不同射孔密度套管的极限承载力进行了分析.计算和试验结果都表明,射孔后套管的极限承载能力均有不同程度的下降,下降幅度与射孔密度有关.因此,在套管柱设计时应该考虑射孔的影响.     

Investigation on the effect of water vapor on the catalytic combustion of methane on platinum

The effect of H₂O on the catalytic combustion of CH₄ on Pt was investigated experimentally and numerically. The ignition temperature obtained by measuring the exit temperature of the H₂O/CH₄/Air mixtures flow through Pt coated honeycomb channels showed that the ignition temperature was related to the CH₄ and H₂O mole fraction. The numerical results showed that the adsorption of H₂O blocked CH₄ oxidation, leading to the increase of the ignition temperature and the reforming reaction did not occur with C/O ratio less than 0.43. However, with C/O ratio increasing, H₂O could produce catalytic reforming reaction with CH₄, and H₂ produced in the reaction could increase the conversion of CH₄. This study is helpful to provide some useful information for the design of the micro-combustor.     

含水饱和度对岩石力学参数影响的实验研究

利用人造岩样,对地层的弹性模量、泊松比、抗压强度等参数随含水饱和度的变化规律进行了实验研究,并摸索出了从岩样制备到实验方案确定的适合于松散砂岩力学性能测试的一整套方法。研究表明：疏松砂岩的弹性模量很小;随着含水饱和度的增大,弹性模量减小,泊松比的变化规律不太明显;随着含水量的增大,岩样的三轴强度下降,含水饱和度对弱胶结岩石强度的影响比对胶结较好的地层敏感。     

冰荷载对导管架海洋平台的作用研究

介绍了冰荷载的类型和计算方法,并以渤海海洋平台为例,进行了阻塞冰荷载作用下平台整体极限承载力分析,得到了结构抗冰能力曲线。同时,还利用动冰力模型研究了冰激平台振动。     

钻机绞车滚筒轴疲劳强度校核

针对钻机滚筒轴的结构,运用疲劳损伤理论,对钻机绞车滚筒轴疲劳强度校核公式进行了推导,得到了滚筒轴疲劳强度校核通式,并给出了疲劳强度校核电算框图,适用于目前现场所有绞车滚筒轴的疲劳强度校核。     

基于AutoCAD面向对象技术的压力容器CAD

应用AutoCAD面向对象技术对压力容器CAD系统中零部件设计系统开发 ,介绍了ObjectARX和面向对象技术在零部件设计中的应用 ,包括总体结构、系统实现、图形数据库界面设计以及设计方法。