喷射火焰对海洋平台立管的影响

将喷射火焰能量与钢材的性能相结合,采用简化处理的办法,建立在火灾荷载作用下平台立管温度的变化模型,将分析结果与文献的有关试验结果做了对比,吻合较好.分析了立管随温度变化破坏的可能性,为平台立管的防护提供了依据.     

浮式平台对深水立管振动的影响及共振研究

建立了考虑内部流体作用的深水立管振动数学模型,研究了输送流体密度以及浮式平台的升沉运动对立管固有频率的影响。研究结果表明,立管的各阶固有频率均随立管内部流体密度的变化而有规律地变化;当浮式平台做由定周期正弦函数控制的升沉运动时,立管的各阶固有频率将围绕各自的稳态固有频率上、下波动,其波动范围随平台升沉幅值的增大而增大;当浮式平台做定幅值变频率的升沉运动时,立管的各阶固有频率随平台频率的增大而剧烈波动;当平台以定频率0.698 1 rad/s和变幅值(0~5 m)运动时,输气立管只在第4阶与平台共振,输油立管则可以在第4、5、6、7和8阶与平台共振;当平台以定幅值1.69 m和变频率(大于0)运动时,总能找到立管与之共振的频率;由于共振频域随阶数的增加而变宽,所以平台做高频升沉运动时,立管发生高阶共振的概率较大。     

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。     

筋腱断裂后张力腿平台-筋腱-立管耦合系统响应分析

以某张力腿平台为例,建立了张力腿平台-筋腱-立管耦合系统动力学分析模型,开展了多种工况和不同筋腱断裂状态下平台-筋腱-立管系统瞬态响应研究.结果 表明:筋腱断裂后,平台运动位移和绕Z轴转动角度变化较小,平台绕X、Y轴转动角度变化较大且发生高频波动,经过衰减后平台的运动频率与完整状态下保持一致;位于断裂筋腱对角线位置上的...     

平台新增立管“三卡一管”创新安装方案探索

为了在已有平台新增立管,需要将立管卡子安装至导管架指定位置。在平湖油气田已有平台新增立管卡子安装过程中,摒弃传统的单个安装方案,利用平台吊机与卷扬机,大胆采用富有创新性的"三卡一管"安装方案,成功将立管卡子安装至导管架上。采用"三卡一管"方案,不但有效解决了立管卡子安装后的同心度问题,而且不需要作业工程船舶支持,简化了海上作业步骤,极大地提高了海上作业效率,缩短了施工时间,降低了工程费用。     

张力腿平台立管张紧力优化北大核心CSCD

研究了张力腿平台槽口间距对尾流效应影响范围的影响,提出了优化方案及具体优化方法,建立了张紧力优化流程,对比优化前后立管间距变化,证明优化方案可行性。研究表明,在张紧力优化算法适用范围内,立管轴线方向变形相等优化方案计算立管变形增量较为简单,优化效果较好,立管间距明显增加,可有效防止立管碰撞。提出的张紧力优化方案和方法,防止立管因碰撞而破坏,平台承受较小变载荷,保证张力腿平台及立管作业安全,为工程实际张力腿平台立管张紧力优化提供依据。     

TLP平台串行立管系统干涉影响因素分析

TLP平台串行立管系统受力复杂,容易发生干涉,立管干涉的影响因素主要包括立管间距、平台偏移、顶张力、波浪和海流等,确定各因素对立管干涉的影响规律可为TLP平台立管系统设计和作业安全提供支持。为此,建立TLP平台串行立管微分方程,采用ABAQUS软件建立P2P、P2D和D2P(P代表生产立管,D代表钻井立管)串行立管系统有限元模型,制订了评定立管干涉的标准和立管干涉分析流程,分析各因素对串行立管干涉的影响。分析结果表明,立管间距和海流对立管干涉影响较大,立管间距增大发生干涉的可能性变小;串行立管系统主要在50~100 m水深范围内发生干涉,防止立管发生干涉的最小间距不小于4 m;TLP平台偏移对立管的干涉影响很小,顶张力对D2P工况串行立管干涉影响较大,对P2P和P2D工况影响不大,波浪相位角为180°时对串行立管的间隙影响最大,在100 a一遇的海流条件下,建议停止钻井作业。研究成果可为南海TLP平台立管系统设计和作业安全提供技术支持。     

油管泥线悬挂器在张力腿平台干式井口的应用

降低张力腿平台立管顶部张力大小有利于减小平台载荷,缩小平台尺寸。对TTR系统进行了整体张力分析和局部受力分析,推导得出:生产管柱重力不影响立管顶部张力的大小,采用油管泥线悬挂器无法有效降低平台载荷;是否采用油管泥线悬挂器取决于立管局部受力分析结果;建议采用立管环空注氮的方式降低立管顶部张力。算例分析结果表明:环空注氮后立管顶部张力仅为8 kN,比注氮前降低约280 kN;立管轴向受压区不存在受压失效风险,受拉区张力较小,若生产管柱湿重继续增大,则立管受拉区有转为受压状态的可能,需要考虑增大张紧器张力或采用生产管柱泥线悬挂器的办法来保证吊环以下立管整体处于受拉状态。所得结论可为油管泥线悬挂器在张力腿平台的应用提供参考。     

张力腿平台立管张紧力优化

研究了张力腿平台槽口间距对尾流效应影响范围的影响,提出了优化方案及具体优化方法,建立了张紧力优化流程,对比优化前后立管间距变化,证明优化方案可行性。研究表明,在张紧力优化算法适用范围内,立管轴线方向变形相等优化方案计算立管变形增量较为简单,优化效果较好,立管间距明显增加,可有效防止立管碰撞。提出的张紧力优化方案和方法,防止立管因碰撞而破坏,平台承受较小变载荷,保证张力腿平台及立管作业安全,为工程实际张力腿平台立管张紧力优化提供依据。     

深海实尺寸顶张力立管固有振动特性分析

为了研究深海实尺寸顶张力立管的固有振动特性,建立了立管固有振动分析模型,并通过有限单元法编程求解,计算分析了立管顺流向及横流向振动固有频率及振型,同时分析了顶张力、海流流速及内流密度的变化对立管固有振动特性的影响规律。研究结果表明:立管顺流向振动固有频率高于横流向;立管顺流向与横流向振动固有振型不同,且均不是标准正弦曲线;顶张力的变化对立管振动固有频率及振型具有较大影响;海流流速的变化主要影响立管顺流向振动固有频率及振型;内流密度的变化主要影响立管振动固有频率及顺流向振动固有振型。研究结果可为深海顶张力立管复杂动态分析及精确设计提供参考。     

天然气泄漏燃烧对管道钢管性能影响研究

天然气集输站场小间距并行管道如果发生泄漏,可燃气体扩散受管道布局影响,在管道附近积聚,点燃后产生的喷射火焰将严重影响周边管道和设备的运行安全。针对集输站场并行管道小间距架空敷设的特点,建立泄漏扩散模型,模拟分析并行管道的喷射火焰高温覆盖范围,以此研究钢管理化性能的变化规律。研究结果表明,在天然气向平面喷射的情况下被点燃后,当管道间距不超过2 m时,泄漏点周围30 m的空间可产生1000 K以上的高温,从而使该高温范围内的钢管发生软化、组织相变,并出现附加内应力及裂纹等。建议集输站场内并行天然气管道的间距应大于2 m,并采用埋地铺设管道,以利用土壤进行火灾爆炸防护。     

聚酯熔体管道起火原因及防火措施

聚酯熔体的高温、高压、高粘度、易降解的特点导致熔体管道着火,通过对熔体管道起火原因的分析,提出一些具体的防火措施。     

不同泄漏条件下输油管道泄漏事故后果研究

为了减轻输油管道泄漏燃烧时带来的破坏与损失,基于FERC模型与固体火焰模型对输油管道泄漏后流淌火及池火展开了研究.结果发现,点火时间的延长及泄漏孔径的增大会加剧油品泄漏区域的发展,从而增强火灾时辐射热流密度的输出强度,扩大危险区域范围.泄漏孔径会改变流淌火中点火时间对辐射热流密度的影响效果.当辐射热流密度为12.5 k...     

天然气管道火灾危害范围定量评价模型分析

介绍了用于评价天然气管道失效危害的喷射火灾危害范围评价模型、GRI—00/0189危害范围评价模型及API pub 581危害范围评价模型的定量评价计算方法。以某天然气管道发生穿孔泄漏为实例,进行了模拟定量评价并做了对比分析。分析结果表明,喷射火灾模型与GRI—00/0189模型的危害半径相近,后者略大;GRI—00/0189模型得出的死亡区面积略大于另外2种模型得出的面积,其评价结果较为保守,分析得出的安全距离为200·5m。     

油库动火作业的安全措施及体会

介绍了在石油库实施动火作业的注意事项，并有针对性地提出了油罐、管道动火作业的具体安全措施，以及在管理方面的体会。     

液化石油气储罐火灾模拟试验——喷射火焰环境下

液化石油气储罐在火灾作用下，其内部的温度和压力迅速上升，从而会引起储罐爆炸，进而酿成危害性更大的二次灾害。为此，对液化石油气储罐在喷射火焰环境下的热响应情况进行了大量的模拟试验研究。研究发现，储罐在喷射火焰作用下热分层比池火灾更明显，储罐内部压力升高的速度比池火灾更快；储罐内部温度分布和压力响应同样受到储罐类型、充装水平等因素的影响。因此喷射火焰较之于池火灾具有更大的危险性，储罐更容易发生爆炸。     

打断“火三角”在在用燃油管道检维修中的实践与应用

石油化工企业中,输送易燃易爆介质的管道,因老化、腐蚀、外力等作用易发生穿孔、破损事件,检维修过程中,工艺处理不到位,安全措施不落实,施工中很容易发生火灾爆炸事故。通过某石化公司输油管线维修的实践表明:利用物质燃烧的必要条件“三要素”原理,可以有效防范火灾爆炸事故的发生。     

三元复合驱转油站加热炉火管开裂原因分析

采用扫描电镜、能谱及X-射线衍射仪等方法,分析了材质、腐蚀产物、裂纹及断口的金相组织、微观形貌及成分组成,结合对加热炉工艺及设备概况、工艺条件、输送介质、事故发生过程等要素的全面调查,明确了加热炉火管开裂失效的原因,并提出了相应的防护措施建议。经综合分析后认为:火管外壁附着16~17 cm软质淤积物,以及1~3 cm的硬质碳酸盐垢物,造成内壁热传递受阻,在火管刚脱离耐火砖衬层保护处产生局部过热,形成1~8 mm的黑色高温氧化产物,分层脱落,导致管壁局部减薄至1~2 mm;同时,高温使金相组织粗大的焊缝热影响区产生再热裂纹,最终导致火管焊缝热影响区短期内发生开裂失效。建议改进清垢、清淤措施,避免火管局部温度超过475℃;改善焊接工艺,避免焊缝热影响区组织粗大,以防止类似的事故再次发生。     

焊接结构承压管道有限元与可靠性分析

针对工业设备上常见的焊接结构承压管道,应用模糊灰关联FTA安全系统工程理论,以水火管锅壳锅炉为例,通过对失效致因和故障模式的研究,建立以焊接结构承压管道失效为顶事件的模糊灰关联FTA模型,利用有限元法建立焊接结构承压管道模型辅助分析对其更深层次的系统性影响,并综合考虑工况环境、外部载荷等多因素耦合作用,确定导致事故的主要潜在风险项,为承压管道设备安全保障活动的经济决策提供依据。研究结果表明,以水火管锅壳锅炉的“焊接结构承压管道”失效故障模式的发生概率约为8.19%,系统的可靠度约为91.81%。     

过火后SPV490Q母材及焊接接头冲击韧性研究

过火后SPV490Q母材及其焊接接头的冲击韧性变化对于过火后大型原油储罐的安全评定有重要影响。采用热处理的方式模拟了储罐的火灾过程,利用冲击试验的方法得到了不同受热温度和恒温时间对于材料冲击韧性的影响程度,得到了经历不同高温后SPV490Q母材及焊接接头的冲击韧性及其变化规律;并采用了显微组织观察方法,观察其组织的变化情况。试验表明,随着受热温度的升高,母材及焊接接头的冲击韧性下降明显,但恒温时间对冲击韧性的影响不大。