一种卡箍连接器非标准法兰筒体壁厚设计与校核方法

跨接管端部的水下连接器是水下油气生产系统的关键连接设备。法兰筒体作为水下连接器密封机构中的关键零部件,其结构强度计算与校核是水下连接器工程设计中的重要环节。以一型卡箍式水下连接器的法兰筒体为研究对象,考虑到其结构属于一种有别于现有规范的非标准法兰结构,提出了一种应力计算和校核的方法,解决了无法直接使用标准规范设计的难题。该方法将法兰筒体简化假设为长梁结构,依据受力特点建立力学分析模型,基于弹性地基梁理论求解剪力和弯矩共同作用下危险截面的等效弯矩,并计算出截面应力分量,建立相应的强度校核准则,以此进行壁厚的设计和计算。该方法的提出和应用是对标准法兰筒体壁厚设计方法的补充,可为同类问题的解决提供参考方案。     

20”炮栓式隔水导管接头强度校核

为了研究20"炮栓式隔水导管接头的应力分布规律,利用理论计算进行强度校核并验证理论设计的正确性与合理性。利用ANSYS软件对隔水管接头进行多体非线性接触分析,同时运对隔水管接头进行结构优化,以保证海洋钻井隔水管接头各主要零部件在承受拉伸、弯曲、内压条件下的强度时的安全性及可靠性。     

油气长输管道绝缘接头渗漏原因分析及预防措施

通过对多条在役运行油气长输管道出现的绝缘接头渗漏问题进行调查研究,从产品制造、现场安装等角度分析绝缘接头渗漏的原因。结合SY/T 0516-2016 《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》中的相关要求,针对绝缘接头生产制造、试验及现场安装等环节提出预防绝缘接头渗漏的措施,主要包括:制造前重视设计环节,重点审查设计图纸和设计计算书;制造过程中强化监造和型式试验,重点关注水压加弯矩试验等检验手段的执行情况;施工过程中重点关注安装位置,避免应力集中,完善现场检测方法与手段。     

无隔水管钻井液返回管线对接接头设计与分析

钻井液返回管线对接接头对无隔水管钻井技术具有重要意义,由于国内无隔水管钻井技术发展缓慢,钻井液返回管线对接接头的研发尚处于起步阶段。鉴于此,针对南海1 500 m作业水深无隔水管钻井系统,设计了钻井液返回管线对接接头;同时提出无隔水管钻井液返回管线张紧力计算公式,计算了返回管线对接接头的张紧力载荷,并利用ANSYS有限元分析软件分别从张紧力载荷与海流载荷2种受力工况进行对接接头的强度校核。分析结果表明:对接接头满足无隔水管钻井工艺要求,强度符合要求,结构安全可靠;随着钻井液密度的增大,返回管线内径越大,对接接头所承受的应力越大。所得结果可为无隔水管钻井技术关键设备的设计提供理论依据。     

整体式绝缘接头结构设计方法

绝缘接头是油气管道阴极保护中重要的管道安全附件,绝缘接头的设计直接关系到绝缘接头的密封和绝缘性能。对于绝缘接头的设计计算,国内没有相关的规范规定,也没有相关的文献供参考。基于多年国外项目绝缘接头厂家技术文件的审查经验,认为可依据ASME BPV Code SectionⅧDiv.1规范进行绝缘接头计算,与按照GB 150.3—2011《压力容器第3部分:设计》中的整体法兰计算结果一致,仅所用符号不同。从结构形式、强度计算等方面介绍了绝缘接头密封结构、法兰结构的设计计算,具有一定的参考价值。     

壁厚不均匀弯管应力分析建模新方法

基于长输管道中弯管壁厚在经向与周向存在不均匀性,提出了一种新的弯管模型。通过对比内压作用下均匀壁厚弯管平均应力的有限元模拟值与理论值,验证了弯管建模方法的可靠性。运用新的弯管建模方法,得到了不均匀壁厚弯管在内压与面内弯矩联合作用下的应力分布规律。运用应力分离技术分析了不均匀壁厚弯管薄膜应力与弯曲应力的分布特征。研究结果表明,不均匀壁厚对弯管薄膜应力的分布有较大影响;适当的壁厚不均匀有利于增强弯管承受内压的能力;不均匀性壁厚弯管进行强度校核时,应适当增大经向和周向的弯曲应力增强系数。研究结果可为实际弯管的设计制造和安全评价提供依据。     

管壳式热交换器管板与壳体整体焊接结构

介绍了管壳式热交换器管板与两侧壳体焊接连接的几种结构,分析了这些连接结构的特点和应用场合,对承受高压及使用复合板时的结构提出了设计建议,讨论了此类结构筒体与管板连接处的轴向拉力和来自管板的边缘弯矩作用、筒体端部强度校核、制造过程中对环焊缝的无损检测要求以及焊后整体热处理。     

基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

在研究的齿轮齿条钻机设计方案中,由于其特殊的结构设计,钻机井架重心和传动系统重心不在同一竖直平面上,产生的附加弯矩将会影响齿轮齿条的啮合。鉴于此,根据钻机实际偏载工况,建立了齿轮齿条模型,并从齿轮强度校核理论、有限元仿真两方面分析了齿轮齿条的啮合情况。分析结果表明:相比于无附加弯矩,附加弯矩会导致齿轮和齿条的齿面应力分布不均;同时随着附加弯矩的增加,应力呈线性增加,并在齿条受拉方向集中程度增加,增大了齿轮齿条轮齿破坏的风险;当齿轮运动逐步靠近齿条顶端时,推断齿轮和齿条可能出现脱开;附加弯矩将严重影响钻机的安全运行和钻井安全,并对齿轮齿条起升系统、井架结构和材料强度提出了更高要求。所得结论对钻机的设计具有一定的指导意义。     

大口径高压管道绝缘接头弹性应力分析

大口径埋地管道输送高压介质时,除受到管道内压的影响,还受到周围土壤竖向、侧向土压力的作用.因此,用于连接阴极保护管段的管道绝缘接头的受力十分复杂.文章利用弹性应力求解方法.结合边界条件,同时考虑绝缘接头接口处的密封槽的应力集中情况,推导出了管道绝缘接头的径向、环向、剪切应力近似计算公式,用于绝缘接头的强度校核.实例计算表明,推导出的公式简单有效.具有一定的实用性.     

深海钻探船-钻井液返回管线系统动力学分析

深水无隔水管钻井采用钢制管线,钻探船的运动会导致钻井液返回管线的受力情况发生变化,进而影响返回管线工作的可靠性。为了分析钻井液返回管线在钻探船运动下的力学特性,建立了深海钻探船-钻井液返回管线系统动力学模型,采用ABAQUS软件建立了钻井液返回管线有限元模型,并将钻探船的运动位移曲线施加于返回管线上端,分析了返回管线的动态特性。分析结果表明:返回管线在悬挂接头和下部海底泵处弯矩较大,但由于定位过程中出现弯矩突变,使得最大弯矩值出现在上部海底泵处;深海钻探船无隔水管钻井系统设计时,应该合理设计悬挂接头及对接接头结构,尽量减小弯矩。所得结论可为深海钻探船配备无隔水管钻井系统钻井液返回管线的安全设计提供参考。     

螺杆钻具挠性轴强度校核及干涉量计算

螺杆钻具挠性轴设计中的两个主要问题是强度校核和干涉量计算。应用纵横弯曲梁柱理论求解挠性轴的弯矩及变形量，应用数值计算法研究挠性轴自身惯性力对挠性轴的最大弯矩及变形量的影响，计算结果表明，在挠性轴较长时，影响较大，不能忽略不计。挠性轴强度校核主要是校核疲劳强度，为此提出了合理设计挠性轴的原则，即挠性轴的疲劳强度应取决于扭转疲劳强度。若疲劳强度取决于弯曲疲劳强度，则可增加挠性轴的长度，且挠性轴最佳直径为满足强度要求的最小值。为确保挠性轴的使用安全性，给出了干涉量计算式。     

柔性套管铰链接头力学分析

在合适的单元长度和铰链转角下,柔性套管可以较好地适应弯曲的井眼。在套管的提升过程中,由于提升力的作用,铰链接头的失效形式一般表现为铰链拉脱或强度不足。根据柔性套管铰链接头的结构和受力特点,对其受力进行了简化,建立了力学分析模型———受边缘力系作用的长圆筒,并给出了其变形的基本方程,得到了铰链边缘的径向位移和转角的计算公式,形成了完整的柔性套管铰链接头的力学分析模型。当铰链承受196kN的拉力时,铰链外筒的径向位移为051mm,对应的边缘转角为25°,铰链不会拉脱,强度校核满足要求。     

外载荷下的法兰泄漏校核方法

外载荷下法兰接头泄露是一个普遍的问题。笔者对法兰接头的受力进行了分析,揭示了外载荷对法兰接头密封性能的重要影响。介绍了法兰承受外载荷的常用校核方法,详细阐述了当量压力法。并对当量压力法的保守性进行了修正,修正后的当量压力法经PVRC实验证明具有较高的准确性。适用于工程设计中法兰的设计与校核。     

绝缘接头密封性能和强度研究

单V形沟槽的密封性是优于矩形沟槽的,在内压及弯矩作用的工况下绝缘接头的结构强度以及密封性是很好的。     

带压开孔管道极限弯矩的试验研究

设计了2台带压开孔管道结构,采用与带压开孔中相同的焊接工艺制造模型。对模型支管在横向和纵向弯矩作用下结构的极限弯矩进行了试验研究。结果表明:支管和主管相贯区受拉侧关键点的极限弯矩值最小,此处为结构的危险区域;在结构尺寸和材料相同的情况下,承受纵向弯矩模型的极限弯矩大于承受横向弯矩的模型,二者的比值约为1.7;此外,对通过不同方法得到的极限弯矩值进行了比较,表明可以由载荷位移法代替载荷应变法确定结构的极限弯矩。     

新型快捷式过电缆密封器的研制与应用

为了解决海上过电缆密封器密封性能差、电绝缘性能不可靠等技术问题,研制了一种新型快捷式过电缆密封器.该工具内置三芯电缆,外部套装金属壳体,电缆与壳体之间挤注绝缘材料,两端嵌入橡胶以达到密封高压和绝缘防护作用.根据该工具的工作原理和结构特点,对螺纹、薄壁管处进行强度校核,验证了满足极限承受1500 m电缆重量的设计要求;采...     

24”多线螺纹隔水导管接头强度校核

海洋钻井隔水管接头设计依据为API Spec 16R,而国内的实验室不满足对实物进行试验,因此,通过理论分析是验证设计是否满足要求的有效手段,本文通过对24"多线螺纹隔水导管接头,对海洋钻井隔水管接头的主要零部件在承受拉伸、弯曲、内压条件下的强度进行校核计算,以验证是否满足设计要求,对优化设计具有一定的指导意义。     

大型加热炉高等级发展促进模块化设计技术进步

综述了石化加热炉大型化高等级设计以及在整体模块化建造技术发展中,为了优化制造施工图整体结构和局部结构,提出了关键零部件强度校核和产品质量保证等方面的设计技术对策。指出了通过石化工艺设计、结构设计或两者的组合,可满足模块内部结构符合最佳热效率的炉管层数要求。初步分析表明,大型化超长盘管集箱的特殊结构管件受到的附加应力比重较大,值得关注。对管件承受的内压、温度、力、弯矩和扭矩载荷进行单项及组合应力校核是必要的。     

磨损对套管接头拉伸与内压强度的影响

采用弹塑性有限元方法 ,建立了套管接头磨损拉伸与抗内压的有限元力学模型。对套管接头处内壁不同磨损量时的抗内压强度和抗拉强度进行了计算分析 ,得出了磨损量与套管接头抗内压系数的定量数据和磨损量与套管接头抗拉系数的定量数据。同时 ,在不同磨损量下 ,分析了套管接头内VonMises应力和套管接头内的变形 ,所得出的抗内压强度系数kp和抗拉强度系数kt为磨损套管柱的强度设计和校核提供了定量的理论数据。     

自升式钻井平台悬臂梁载荷图谱编制方法研究

悬臂梁载荷图谱是自升式钻井平台使用者安全操作平台的重要参考依据。通过分析X型悬臂梁的结构与载荷特点,建立简化力学模型,以悬臂梁单臂可承受最大弯矩为约束,找到悬臂梁及钻台位置与载荷间的相互关系。结合典型位置的载荷设计值,采用适当插值方法编制悬臂梁载荷图谱。算例分析验证了该方法原理正确、计算快速简便、结论可靠。