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石油天然气、化工管路常常会因为往复式机泵产生的不稳定流动，以及流体流向改变、管线变径等情况而引起管路振动，如果处理不好，将严重影响管路的安全运行。为此，对一段天然气管系的流体脉动激发振动进行了分析。采用有限元建模方法，考虑了管系的复杂支撑、管系设备、钢结构等因素对管系振动的影响，计算出了脉动激发的位移、转角响应幅值。从计算结果看出，流体脉动对管系的动态响应有着重要的影响，在管道设计时必须加以考虑，并提出了消除流体脉动影响的相应措施。     

冰振下海洋平台上部天然气管线振动分析

渤海辽东湾的导管架平台在海冰作用下会产生比较剧烈的振动。冰激振动除了可引起导管架结构的疲劳破坏，还会引起平台上部管线的疲劳破坏与法兰的松动，因而有必要分析平台在冰振作用下的上部天然气管线振动问题。为此，基于现场监测，建立了管线系统振动力学模型，并采用有限元数值模拟的方法，考虑了管系的复杂支撑、管件、管系设备等因素对管系的影响，计算出冰振下JZ202平台上部主要天然气管系的模态、位移、转角响应及动应力幅值。结果表明，冰振对天然气管线的动态响应有重要的影响，在冰区海洋平台上部管道设计时必须加以考虑，并提出了提高管系抗振的措施。     

某管系阀门替代性能及结构安全性分析

采用新型三偏心轴蝶阀替代原两偏心轴蝶阀后,需要进行性能相容性和结构安全性分析。在考虑自重、流体内压和管系热应力的条件下,根据ASME评估体系进行安全性校核,并考虑管系充液的工况进行了动态响应计算。模态分析表明,蝶阀替代前后振动模态基本不变,但各阶固有频率略有降低。     

天然气管线压力脉动激振分析

动力机械对管线内的流体提供一定的激发，使管流处于脉动状态。脉动状态的流体遇到弯头、异径管、控制阀、盲板等管线元件，会产生一定的、随时间而变化的激振力，在这种激振力作用下管线和附属设备就要产生振动。为此，对一段包含复杂约束、管道附件的天然气管线进行了动态分析，计算出了作为外加激励的气流压力脉动激发的管线动力响应。计算结果表明，压力脉动能激发相当大的管线振动，在管线设计时，必须考虑压力脉动的影响，并提出了控制管线振动的措施。这些措施包括调整管线模态频率，模态形状，减小弯头转角，在最大管线位移位置处添加减振器、或阻尼器、或支撑等。     

人工爆破地震作用下输气管道动力响应分析

为了保障人工爆破施工环境下天然气管道的安全运行,以管道典型第三方作用爆破施工为对象,通过分析天然地震波传播特性、波形和频谱特性,以峰值加速度指标作为地震主要动参数,采用期望反应谱作为目标谱,基于SIMQKE_GR程序模拟了人工地震加速度波形图,建立了基于有限单元法地基梁-土弹簧模型的爆破地震作用下管道地震响应有限元模型,得到了管道在爆破地震作用下的位移、应力和管道应变随时间的变化特性：若管道长度大于200 m,边界条件对所取管段中间部位的反应影响很小,管道中部的响应就可以代表整个管道中大多数位置的响应程度,将管道中间点的位移变量与土壤质点的位移变量相减得到相对位移变量,就可以反映出爆破地震中管道与土壤的相对位移。最后将ANSYS模拟结果与管道抗震设计规范进行了对比分析,结果表明：ANSYS模拟结果的轴向应变最大值为0.001 1,与采用抗震规范法计算出的最大轴向应变0.001 3极为接近。该模型的模拟计算较为准确,为管道爆破施工安全控制提供了理论基础。     

随机时空地震载荷下长输埋地压力管道的响应分析

传统长输管道的抗震研究仅考虑随时间变化的一致地震激励,而客观上长输管道遭受的地震载荷是随时间和空间同时变化的四维时空激励。为此,从统计学的角度将其作为随机过程和随机场进行研究,考虑场地类型的影响,基于随机过程的随机地震功率谱模型——Clough-Penzien模型的正交展开和随机场的半理论半经验模型,建立了适合于实际工程的随机时空地震载荷的数学模型,进行多点激励下的管道响应分析,结合von-Mises第四强度理论进行埋地压力管道的应力分析,并以某长输埋地压力管道为例,进行了数值模拟与分析。研究结果表明:(1)对于长输管道而言,非一致地震激励下的响应大于一致激励下响应的影响;(2)四维时空地震场域的耦合响应可以基于地震数据和模型处理后再进行分析;(3)地震作用下长输管道的响应具有随机时空的特性。结论认为:长输埋地压力管道在遭受地震载荷时,科学合理的分析设计方式需要同时考虑时空效应的影响;所建立的随机时空地震载荷模型,对于长输管道抗震设计具有重要的参考价值。     

埋地天然气管道地震反应数值模拟分析

油气管道是国家工业生产、人民生活的重要能源设施,一旦遭遇地震破坏将造成重大危害与损失,如何提高油气管道的抗震能力尤为重要。利用大型通用有限元软件ANSYS10.0模拟分析天然气管道在仅有内压情况下的地震动力反应。结果表明:不同埋土条件对管道地震反应影响很大,管道内压、管径等对其影响较小。研究成果为埋地天然气管道的抗震研究提供依据。     

海底埋设管道多点输入地震响应分析

对海底埋设管道在空间变化地震动作用下的响应进行了分析。首先基于一种谱表示方法,合成了与目标功率谱拟合的非平稳多点地震动时程。其次建立了海底埋设管道三维有限元模型,用以进行了三维多点输入地震时程分析,并进一步分析了地震动空间变化特性,以及场地的自功率谱模型、管道埋深、管径、壁厚和混凝土配重层厚度对管道响应的影响。由数值结果可以看出,考虑地震动的空间变化特性会显著增大管道的响应,管道的几何参数对海底埋设管道的多点输入地震响应产生不同程度的影响。因此,进行合理的管道设计可有效提高管道的抗震能力。     

油气管道流固耦合振动特性数值分析

油气管道服役时由于内部输送油气会产生压力,使其运行的动态环境发生质变,导致管体结构与内部流体产生耦合等一系列问题。为了减小这些问题有可能对整个管道系统造成的重大危害,以某型油气管道为研究对象,建立了管道流固耦合系统的有限元分析模型,分别对管道的结构、内腔流场及其流固耦合系统的模态进行研究;针对其所处的特殊动态环境,考虑流固耦合效应,进行仿真分析,考察管道耦合系统的整体服役特点。计算结果表明,管道结构的在其低阶模态处表现了较为整体的振型,而在较高的频段内则显示出了大量的局部模态;管道内腔流场的模态振型呈对称分布,耦合系统模态的大部分振型与管体结构较为类似。     

丙烷塔空冷器集合管管道阻尼减振技术研究

针对济南某炼油厂丙烷塔空冷器集合管管道振动问题,通过现场测量管道系统的振幅和频率,运用有限元分析软件对管系进行模态分析,并与实测数据进行对比,提出了管系振动的解决方案。在不停机的情况下,在管道的适当位置安装阻尼器,有效降低了管道系统的振幅,提高了管道的运行寿命。     

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介绍了西起新疆塔里木气区轮台县 ,东达上海市的“西气东输”管道干线工程建设情况。该管线全长约 390 0km ,设计年输气量 12 0× 10 8m3 ,设计压力 10MPa、管材为X70、管径 10 16mm。沿线设有线路截断阀室137座 ,压缩机站 10座 ,分输站 9座 ,分输清管站 4座 ,独立清管站 8座 ,分输阀室 3座 ,末站 1座 ,地下储气库 2座。全线的数据采集、监控和调度管理采用SCADA系统 ,通讯采用光缆和卫星。该工程在X70钢大口径制管工艺、内涂敷、自动焊接和无损检测技术 ,压缩机增压系统优化以及大中型河流穿跨越和山区隧道工程等施工技术方面都取得了突破性进展 ,并首次使用地下盐穴作为储气库。工程设计中对管线途经的野生动植物自然保护区进行了生态环境影响评估。在详勘中采取避绕措施 ,管道施工完成后治理弃渣、恢复植被以保护生态环境。对管线途经的地震多发地段 ,岩崩、滑坡和湿陷性黄土塌陷地段 ,都采取了相应措施以保证管道建设和今后运行的安全。     

海底管道内部流动引起的流致振动问题研究进展

随着深海油气开发进度的加快,管内压力和流速逐渐增加,由管道内部流动引起的流致振动问题越来越受到海洋工程界的重视。本文围绕海底管道内流激振力引发的流致振动问题,从海底管道内流流致振动的理论模型、数值模拟和实验研究等方面对两相流管道系统中的流致振动研究进展进行综述,总结了多相流流致振动的成因和适用不同管道对象的理论模型;并指出采用流固耦合模拟方法可以更好地考虑实际情况,但段塞流和管道本身非线性影响的叠加增加了模拟的复杂性,建议可采用海底管道系统与管道局部仿真相结合的方法来提高模拟的准确性;同时指出目前的实验研究尽管可以给出短时间内的振动响应特性,但管道疲劳破坏演化过程及规律还有待进一步研究。     

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在输气管道中,由于气体介质与管道系统的相互作用,会使管系统发生振动。管道振动地生产和安全造成很大的威胁。因此,对这种现象进行分析,有利一管道 合理和管理,有利于提出了可靠的防振措施,管道系统振动的原因主要有两方面,一是介质对管道系统产生的振动力,以激发信号,如气注在压缩机进、出口,分支节点部位产生的振动力,清管器通过管桥时对它的作用等;中车方面是对激发信号的响应,其响应除了和激发信号的波形有关外,     

基于粒子群优化的BP网络在地震属性融合技术中的应用

受地震资料品质、岩性、构造等诸多因素的影响,单一地震属性只能在一定程度上提供预测储层的方向,并存在多解性。地震属性融合技术用井孔资料对地震属性进行标定,建立储层含油气性与地震属性之间的关系,采取数学手段融合多种地震属性进行储层含油气性判别,避免了单一地震属性解释储层的多解性问题。BP网络具有良好的非线性拟合能力,但是易陷入局部极小值,不收敛,影响预测精度。针对该问题,采用粒子群优化其网络权值和阈值,再用BP网络对储层、非储层进行模式识别,取得较好成效。     

高含硫天然气埋地集输管道的安全管理研究

高含硫天然气从井场开采出来后通过集输管道输送到天然气净化厂处理,高含硫天然气集输管道是高危管道,一旦发生泄漏将会导致严重的安全事故,因此必须重视对集输管道的安全管理。为了确保高含硫天然气埋地集输管道的完整性和安全使用,某高含硫气田从预防和响应角度采取了一些管理措施,实施了智能清管、阴极保护等措施对管道内外部腐蚀进行控制和监测,以及时发现管道缺陷并修复,避免因腐蚀穿孔、应力腐蚀开裂等导致高含硫天然气泄漏事故的发生;在管道沿线安装了气体云成像泄漏监测系统和硫化氢点式探测器对管道进行实时监控,提升了高含硫天然气泄漏时的检测能力和响应能力,能够有效防止事故的扩大。     

X80高强度管线钢管整体抗震安全性研究

概述了日本高压输气管线抗震安全性设计的基本原理,以及高应变X80管线钢(X80-HSLP)所要求的应变性能,并通过X80-HSLP弯曲变形实例,研究了管线钢管在弯曲变形时压缩侧的应变能力和拉伸侧环形焊缝的应变能力。假如这种高应变X80钢管的外径、壁厚、设计系数分别为762mm,15.6mm和0.40,那么可以测定其临界压缩应变为2.14%,大约是常规X80钢管的1.5倍。这种优良的应变能力可以降低管线敷设成本,保证敷设在地震和寒冷地区管线的整体抗震安全性。     

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通过对已建天然气管网的技术经济模拟，并结合今后管网发展的需求，提出了改扩建天然气管网的经济决策方法。该方法首先采用模糊线性规划预测出将来的输气量，然后采用管网模拟技术对现有管网进行模拟，提出改扩建方案，最后建立管网经济模型，并用此模型来优化所提出的方案。