深海柔性立管涡激振动经验模型建立及应用

本文在借鉴以往研究成果的基础上,建立了能够预报深海柔性立管涡激振动的经验模型并独立开发了相应的计算程序。经与SHEAR7计算结果验证表明,经验模型准确可靠,可用于深海柔性立管涡激振动响应的分析、预测。并利用数学模型和计算程序,研究了立管结构顶部张力、水流速度、立管内外径以及管壁厚度等因素对深海柔性立管涡激振动动力响应特征的影响。     

立管涡激振动的离散涡数值模拟

通过离散涡方法求解立管所受涡激升力,并与立管动力响应方程相耦合来对涡激振动问题进行时域内的数值模拟。通过在均匀来流和剪切来流下的模拟,所得的结论与其他文献中的结论比较吻合,较好地揭示了立管涡激振动的特征。     

柔性立管涡激振动实验的数据分析

在对光纤光栅应变计（FBG）测量得到的柔性立管室内模型实验数据进行分析中,通过信号滤波、模态分解、频谱分析以及位移计算等得到立管涡激振动的共振模态、振动频率和位移变形等参数的变化规律。分析结果表明所采用的数据分析方法能够很好地分析出柔性立管涡激振动的基本特性,这对今后深入开展深海立管涡激振动问题的实验研究和现场原位测试提供了有益的借鉴。     

尾流干涉下立管涡激振动试验研究

为探究立管在不同排列方式下的响应特性随来流速度的变化关系,对比分析了不同工况下流动干涉效应,采用模型试验的方法对刚性立管模型和柔性立管模型的涡激振动问题进行了系统研究。选取不同材质的立管模型模拟实际工程中的柔性立管与刚性立管,采用不同测试原理的采集仪器获取立管模型的振动响应信息,确保试验数据的准确性。研究结果表明：刚性孤立立管在“锁定”区间内横流向振动幅值变大,横流向振动幅值沿管长方向呈现出两端小、中间大的分布特征,在约化速度为12时可观察到2阶振型;在双刚性立管试验中,来流角度对下游刚性立管具有显著的干涉作用,当来流角度α=0°时,下游立管模型的“锁定”区间相比孤立立管存在滞后现象,随着来流角度的不断增大,下游立管所受流动干涉作用逐步减弱;柔性顶张力立管的振动特性与刚性立管相似,悬链线立管由于其构型独特,导致在来流作用下多阶振动模态共存,不同位置处的振动特性差别较大;在柔性串联立管尾流干涉试验中,上游顶张力立管与下游悬链线立管不同位置处水平间距不同,致使下游悬链线立管受上游立管的干涉效应影响存在差异。所得结果可为进一步研究立管的涡激振动提供参考。     

深水细长柔性立管涡激振动响应形式判定参数研究

利用有限元数值模拟方法研究了深水细长柔性立管在正弦形式涡激升力作用下的动响应,并通过量纲分析结合函数拟合方式给出了判定立管涡激振动响应形式的无量纲参数的表达式和临界值,该参数与系统阻尼(包括流体阻尼和结构阻尼)、结构模态阶数及结构长度等有关。在实际海洋工程中,当设计或监测人员在预测立管的涡激振动响应时,可以先利用本文方法判定振动响应形式,然后根据响应形式选择合适的预报模型。     

考虑温度应力的海洋输液立管动力特性及涡激振动研究

考虑海洋立管管内外温差产生的温度应力以及管内流动流体和管外海洋环境荷载共同作用,建立了立管的涡激振动微分方程,采用伽辽金法对输液立管的动力特性进行分析,给出了有管内流体和温度应力时的海洋立管动力特性的表达式。结合典型平台输油立管的设计参数,分析了在百年一遇海况条件下立管的涡激振动状态和振动幅值。管内流体流动和管内外温差会降低立管的固有频率。对于有可能发生锁频共振的管段,应该采取一定的措施予以避免。     

深海立管涡激振动被动抑制措施的研究

总结了被动控制型抑制措施的研究成果以及各自的优缺点,介绍了目前研究与应用比较广泛的螺旋条纹、控制杆和整流罩抑制措施,并给出了深海立管涡激振动抑制措施的发展趋势和今后的研究重点。     

基于光纤光栅传感器的细长柔性立管涡激振动响应实验

涡激振动是导致深海柔性立管发生疲劳破坏的重要因素。利用光纤光栅传感器进行了细长柔性立管涡激振动响应实验,并结合部分实验结果对应变信号的时间变化、应变频谱、位移时间历程及位移均方根的空间分布进行了分析,得出了细长柔性立管模型在均匀流作用下的一些重要涡激振动响应特性,可为今后进一步的研究工作提供参考。     

深水立管涡激振动抑制装置的研制

深水立管在海流作用下易产生涡激振动而加速立管的疲劳破坏。研制了涡激振动抑制装置———螺旋列板,通过室内试验确定了螺旋列板的主要结构参数(螺距17.5 D、螺高0.25 D、螺头数3),海上实尺寸试验验证所研制的螺旋列板抑制效率达到80%以上。     

一种基于ANSYS 和 FLUENT 的海洋立管的涡激响应分析方法

目前提出了一种包括CFD流场分析和结构有限元分析的迭代方法用于模拟海洋立管的涡激振动。在迭代过程中,依次对流场和立管进行分析。在分析过程中把直接导致涡激振动的水动力载荷由流场传递到立管,该水动力载荷包括周期性的升力和阻力。然后把立管的振动定义为一个函数,用来描述下一步计算中流场中立管边界的运动。计算过程中,采用FLU-ENT(6.1.22版本)分析流场和ANSYS(8.1版本)计算立管的涡激响应。     

离心泵入口DN50mm管道振动分析及减振方法的研究

针对辽宁某石化厂离心泵入口DN50mm管道振动问题,首先运用ANSYS软件对管道进行模态分析,将模态分析结果与现场测得的振动数据相比较,分析出管道振动的主要原因;其次对管道进行热—结构耦合分析,分析出管道各处的附加热应力。依据模态和热分析结果拟定最终减振方案,在不影响生产的情况下,在适当的位置安装阻尼减振器和固定约束,二者的配合使用有效地降低了该管系的振幅,保证了系统的安全运行。     

转换横波迭代法快速速度分析

对于常规转换横波速度分析,正常时差难以用直接方法求取.目前采用的前苏联的多项式展开一阶或二阶近似公式,在大炮检距与小炮检距两个极端情况下的计算误差大,但它具有计算速度快的优势.在前人研究的基础上,提出一种速度快且能满足精度要求的迭代算法,以适应不同观测系统的要求.     

振动采油中地层饱和多孔介质波动规律研究的新方法

结合岩石力学、粘性流体动力学以及流固耦合力学的理论,研究得到了一种分析振动采油中地层饱和多孔介质波动规律的新方法。该方法以流体和固体的波动方程为基础,考虑流固两相间相互作用的粘滞阻力和惯性阻力的耦合效应,得到了一种描述振动采油中地层饱和多孔介质波动规律的实用模型,并用近场波动数值模拟理论求解。该方法物理意义明确,理论可靠,实用性强。     

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随着海洋油气钻井向深水领域发展，钻井隔水管的受力越来越复杂，随着水深的增加，钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。为此，文章建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下，隔水管静态分析及动力学分析的三维有限元力学模型，在研究中，考虑了隔水管在外载作用下的小应变大变形和轴向力影响的特点，引入了非线性理论，因而计算结果更加符合实际情况。考虑了隔水管所受的三维载荷，对深水钻井隔水管的变形及载荷分布规律进行了计算分析。对于深水钻井隔水管，水下中间部位的变形最大；而在隔水管靠近水面的位置，其弯曲载荷最大，而现场隔水管失效事故也恰好证实了此研究结果，揭示了深水钻井隔水管失效的力学机理。在弯曲载荷大的位置，应特别注意隔水管的强度问题。文章还分析了风浪流速度、波浪周期、波高等重要的海洋环境载荷对隔水管变形及强度的影响。     

DMF法丁二烯抽提装置溶剂精制塔稳定性影响因素分析及对策

讨论DMF法丁二烯抽提装置影响溶剂精制塔稳定性的各种因素。对影响精制塔稳定性的混合进料配比、进料量、蒸汽量及火炬排空系统压力等因素做了较为全面的分析,并提出了相应对策。     

密点速度分析方法的探讨

速度分析方法研究是现代地震勘探的重要课题之一。本文探讨在常规速度分析基础上发展起来的一种新方法:密点速度分析。 本文首先讨论密点速度分析的原理和实现,绘出其一般处理流程框图。进一步讨论和这一方法的效果有关的问题,指出该方法较之传统方法具有一定优点。最后用实际资料试算验证理论分析,同时指出这类方法在应用上的某些局限性。 处理效果表明,该方法提供了一种速度分析的实用手段。它适用于较高精度叠加,并有可能进一步用于速度分析的其它方面。     

MTBE市场现状及趋势分析

依据MTBE专利申请区域的变化趋势,结合其市场的变化进行分析,认为MTBE的市场将以亚洲为中心。中东作为MTBE的大型产区和新兴消费市场,将与亚洲共同引领国际MTBE市场。而我国对MTBE的旺盛需求,则是左右亚洲市场的关键因素之一。     

一种钻头选型新方法研究

钻头评价新方法研究为钻头选型开辟了一条新途径。通过对大量钻头使用资料分析,建立了钻头效益指数模型。它是根据钻头进尺、机械钻速、钻头成本三个因素的综合指标评价钻头的使用效果,指出这种方法与钻头每米成本评价方法总体是一致的。但该方法充分体现了钻头带来的近期效益和远期的潜在效益。利用该模型对渤海油田平原组、明化镇组和馆陶组地层所使用的钻头进行评价,并进一步优选出该地层的钻头类型16种,经现场初步应用,取得了较好的效益。