L管气液两相内流致振的流固耦合数值模拟

为研究气液两相混输管道的内流导致管道破坏的机理,利用ANSYS Workbench软件,建立L形弯管有限元模型和气液两相CFD模型,进行L形弯管内流致振的流固耦合数值模拟。研究结果表明:流体水平冲向弯头后动量发生改变,最大压力出现在弯角处;加载预应力的管道模态计算的频率比不加预应力的管道模态计算的频率略有增大,但幅度甚微;两相流动在垂直方向(y)上产生的振动最小,在水平方向(x)上的振动幅度次之,最大振动出现在没有固定约束的z方向;最大位移点应力随时间周期性变化,且变化幅度逐渐减小;两相流频率接近管道的2阶固有频率,易产生共振,因此应在z方向加固定约束。研究结果有助于解决海上平台管路振动问题。     

基于ANSYS的输油管道弯头冲蚀分析与优化

在常规输油过程中,油品经过管件弯头部位时速度和压力会有所突变,弯头部件外侧会受到极大的作用力,容易发生冲蚀作用,甚至会造成穿孔、破裂等。利用软件Ansys Workbench 14.0对常规输油管道弯头处进行流固耦合分析,研究了不同流速、弯径比等因素对弯头冲蚀失效的影响。研究结果表明,管道弯头外侧最容易受到冲蚀作用;弯头处的变形损坏受到多因素的影响,适当降低流速、增大弯径比能够有效地缓解冲蚀所引起的破坏;采用盲通管代替弯头也可以大大缓解弯头受到的冲蚀作用。     

气囊搬管法搬管过程的动力学分析

在海底管道铺设、维修过程中,通常采用船舶搬管法对出现管道偏离原设计路由的情况进行纠偏,但困难大,风险高,为此提出了一种新的利用气囊进行搬管的方法。结合某海域具体海况,运用OrcaFlex建立了气囊搬管过程的动力学分析模型并进行计算。结果表明,气囊安装位置的管道弯矩、张力都会有一定骤变;离管道牵引端较近位置的管道张力比较大,管道中间位置张力变化不大,离管道固定端较近位置的管道张力比较小。0°波浪方向或180°海流方向管道的弯矩最大;最大弯矩位于沿管道长度方向300 m处;波浪和海流方向对管道最大弯矩的影响相比于气囊安装位置以及气囊浮力的影响要小。     

焊接弯头下游腐蚀穿孔有限元分析

某焊接输油管道在服役中发生了腐蚀穿孔失效,宏观检查发现弯头与直管段间对焊焊缝余高严重凸起,弯头处堵塞14 mm的煤焦油层,弯头下游管壁明显减薄并且有局部穿孔现象。通过ANSYS有限元分析软件对流体模拟并进行失效分析,结果表明,现场焊接中采用不当的焊接工艺,使管道内壁焊缝严重凸起是导致管道腐蚀穿孔失效的根本原因。最后提出厚壁管道焊接时应进行带钝边的V形坡口加工。     

三维海底悬空管道的随机振动分析

应用概率论及随机振动的理论和方法,分析了波浪力的随机模型,提出了竖直波浪力的相关函数,利用模态分析方法论述了三维悬空管道在随机波浪作用下的动力响应并给出了在随机波浪力下的动力响应谱。算例表明,振动响应的能量集中分布在波浪载荷的峰值频率处。结果可对进一步分析海洋石油管线的疲劳可靠性提供一定的理论参考价值。     

水煤浆气化灰水管线弯头穿孔原因分析与对策

水煤浆气化装置中灰水系统的管道弯头处经常出现腐蚀穿孔问题,给装置的正常运行带来不利影响。固相的冲刷腐蚀和液相的电化学腐蚀的耦合加速了弯头的穿孔。通过对1D,1.5D,3D和5D的90°管道弯头进行模拟计算,结果表明,在同等条件下随着弯头曲率半径的增大,固体颗粒的随流性也在增强,其冲刷腐蚀率逐渐减小,磨蚀面积逐渐增大,弯头使用寿命逐渐延长,1D弯头的冲刷腐蚀速率约是5D弯头的2.4倍。根据分析结果从材料选择、管道布置、工艺系统设计和监测管理等方面提出了解决方法。     

颗粒特性对油气管道双90°弯头的冲蚀磨损影响研究

本文采用模拟方法研究颗粒特性对油气管道双90°弯头的冲蚀磨损影响,发现管道弯头外侧是冲蚀磨损最严重的区域,且远离入口的弯头所受到的磨损较为严重。随着颗粒直径增加,弯头平均冲蚀磨损速率也随之增加,靠近入口的弯头所受到的最大冲蚀磨损速率也随之变大,远离入口的弯头最大冲蚀磨损速率则减小;随着颗粒质量流量增加,弯头壁面最大冲蚀磨损速率和平均冲蚀磨损速率均有所增加,而颗粒形状越接近于球形,则弯头所受到的冲蚀磨损就越小。     

电动压裂作业船支撑剂气力输送试验及弯头磨蚀寿命研究

为了验证压裂支撑剂密相气力输送的可行性,搭建了压裂支撑剂气力输送试验台架,开展了支撑剂密相气力输送试验。采用CFD软件的DPM模型对多工况下的支撑剂气力输送进行了气固两相流分析,并对输送管线各弯头的磨蚀寿命进行了预测。研究结果表明:压裂支撑剂在直管道中能顺利通过,在弯头处具有一定的冲击振动,整个管线未出现堵塞现象,表明支撑剂密相气力输送可行; 支撑剂在弯头处向外打旋,随着支撑剂速度的增大,打旋幅度越大,且管线弯头的最大磨蚀率显著增大,磨蚀率较大位置均在弯头入弯15°左右位置; 管线中各弯头磨蚀率具有一定的差异性,为不同材质弯头的选择提供了理论依据; 仿真分析中工况2最贴近实际工况,弯头6的磨蚀情况最严重,磨蚀寿命为15 159 h,按照实际作业工况进行计算,其工作寿命可达到38.3个月,与试验结果相吻合,表明弯头数值仿真寿命预测具有一定的可靠性。     

集输管道清管应力荷载探讨

在高温高压埋地集输管道中,直管段的热位移在相邻弯头处部分释放,可能引起弯头应力水平增高。当清管或内检测工况下清管器通过弯头处时,由于存在管道与弯管连接处内径突变和弯头引起清管器运动方向改变等问题,将引起瞬时附加荷载,这可能对导致弯管应力水平进一步升高,因此有必要探讨该部分荷载的计算分析方法。     

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。     

节点分析在油气井生产系统设计及动态预测中的应用

结合试井测试数据，选择校验了嘴流、多相管流经验相关式，通过参数敏感性分析，评价了井的当前工作制度，预测出不同含水条件下井的停喷流压和不同地层压力保持水平下井的最大自喷产量。该研究结果为选择合理的油气井工作制度、确定油藏压力保持水平、转换采油方式提供了决策依据。     

气相色谱技术在石油和石化分析中的应用进展

介绍了气相色谱技术在石油和石化分析领域中的应用现状与可能的发展趋势,内容涉及气体分析、汽油组成分析、模拟蒸馏分析、单体硫化物分析、含氧化合物分析、生物柴油分析等。以标准分析方法为基础的各类专用系统的开发和应用在未来将是一个活跃的发展领域;而以直热柱、微柱阀切换和并行系统为基础的快速分析技术也将更多地引起人们的关注。快速、可靠、专用和标准化将是未来用于常规分析的新的气相色谱技术的特点;而以研究为目的的气相色谱技术的特点则是提供准确、灵活与大信息量的结果。     

大型罐群搅拌装置及支承结构有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS5.6,对带搅拌装置的储罐整体结构进行了三维有限元结构静力分析和有预应力的模态分析,计算了结构的应力分布情况及结构固有频率,结合工程实际情况对原结构提出了修改意见,使工程结构获得了良好性能.     

机组总成设计中轴系分析

运用有限元的分析手段,对大型机组轴系进行分析。从建模到常规的扭振频率、振型和Campell图的计算,到电机短路状态和电机启动状态下的瞬态分析,并对结果进行了应力分析。从而完成了一套完整的轴系分析,为机组安全运行提供了保证。     

无人生产平台管式分离系统撬装框架动力特性

针对某边际油田无人生产平台管式分离系统的运行压力和布置方式的特殊要求,提出一种支撑框架设计方案,并通过有限元法开展静力分析、模态分析和瞬态动力分析,以探究管式分离系统-支撑框架的静力和动力特性。结果表明：该支撑框架设计方案满足静刚度和强度要求;结构整体的特征频率不低于6.9 Hz,远高于管道内部段塞流动的冲击频率;尽管存在动力放大效应,但在段塞激励冲击下,结构的变形和应力符合动刚度和强度要求。     

基于极限平衡理论定量评价井壁稳定性

井壁稳定性的准确评价对优化井身结构、优选完井方式、提高固井质量、提高测井解释精度等具有极其重要的指导意义。井壁稳定归根结底是井周应力状态与地层岩石强度的平衡关系问题。基于极限平衡理论从受力与材料强度两方面出发,应用统一处理平衡方程与破坏准则,分析了井周的应力分布,得出在与原水平最大主应力方向夹角为90°和270°处,井壁最易坍塌;夹角为0°和180°处,井壁最易破裂。进而提出了井壁的坍塌评价系数Sc和破裂评价系数Sf,当Sc=1或Sf=1时,井壁处于极限平衡状态;当Sc>1、Sf>1时,井壁稳定,且值越大,井壁越稳定。井壁坍塌评价系数和破裂评价系数为评价井壁稳定性提供了定量指标。     

伊朗天然岩沥青的共混性与其化学组成的关系

由于优异的高温性能,进口天然沥青在国内已经得到了广泛应用,但针对伊朗岩沥青的研究还很少报道。本研究对一种伊朗岩沥青在基质沥青中的共混性进行了研究,结果发现由于两者无法完全相容,导致低温延度无法达到要求。随后我们通过热重分析、薄层色谱和元素分析等手段,以美国Gilsonite作为比较对象,对伊朗岩沥青的化学组成进行了研究,明确了导致此种伊朗岩沥青无法适用于前混合工艺的内在原因。     

储层流动单元划分方法与应用

储层流动单元划分是进行已开发油田剩余油分布研究的重要方法。由于我国东部某油田某区块受沉积环境、成岩作用和构造因素的综合影响,储层非均质性强,井间和层间矛盾突出,综合含水差异较大,流动层带复杂等问题,在储层流动单元划分中应从多方面考虑。通过主因子分析从能够反映沉积环境、成岩作用、构造因素、岩石微观孔隙结构和储层物性等18个参数中优选出符合研究区实际的地层流动带指数、砂地比、渗透率、孔隙度、渗透率突进系数、渗透率均值系数和隔夹层分布密度等7个参数,作为流动单元划分依据,建立判识函数。将研究区流动单元划分为3类,并指出Ⅱ类流动单元分布区具有较好的剩余油开发潜力,划分的结果与沉积微相展布及实际开发状况吻合较好。     

Geophysical methods for the study of sedimentary cycles

We present the wavelet depth-frequency analysis and variable-scale frequency cycle analysis methods to study sedimentary cycles. The spectrum analysis, variable-scale frequency cycle analysis, and wavelet depth-frequency analysis methods are mainly discussed to distinguish sedimentary cycles of different levels. The spectrum analysis method established the relationship between the spectrum characteristics and the thickness and number of sedimentary cycles. Both the variable-scale frequency cycle analysis and the wavelet depth-frequency analysis are based on the wavelet transform. The variable-scale frequency cycle analysis is used to obtain the relationship between the periodic changes of frequency in different scales and sedimentary cycles, and the wavelet depth-frequency analysis is used to obtain the relationship between migration changes of frequency energy clusters and sedimentary cycles. We designed a soft-ware system to process actual logging data from the Changqing Oilfield to analyze the sedimentary cycles, which verified the effectiveness of the three methods, and good results were obtained.     

石油钻井塔架结构的动特性灵敏度分析

用摄动有限元及二阶摄动分析方法，对石油钻井塔架大腿局部存在缺陷及局部刚度加强等状态下的动特性及灵敏度进行了分析计算，并与有限元重分析的动特性计算结果作了比较，得出了前者比后者省时省力的结论。这种方法对今后设计新型塔架有很好的参考价值，也为其他工程实际结构的动力修改和优化设计提供了一种简单可靠的计算方法。