立管
- 鉆井立管下放安裝過程中渦激振動響應實驗研究*
66100)海洋立管是連接海洋平臺和海底設備的紐帶,是深水油氣資源開發的核心構件。深海鉆井立管力學性能特殊,是薄弱易損構件之一。在安裝過程中立管底部處于懸空狀態,水下長度隨著立管下放逐漸變長,且下端沒有任何約束限制。此時,相比于已經安裝完成的立管,懸掛式立管更脆弱、不穩定,下放過程中產生的渦激振動也會加速立管的疲勞破壞,這導致其在復雜海洋環境下的安裝窗口時間大大縮短,因此必須保證立管在安裝時的整體穩定性。如何在復雜海況下安全、快速地安裝鉆井立管已經成為海洋
中國海洋大學學報（自然科學版） 2023年10期2023-09-26
- 串列非粘結柔性立管碰撞影響規律分析
開發應用中，柔性立管是水下系泊系統不可缺少的組成部分，它聯接在海底井口和海上浮臺上，起著傳輸油氣的作用。在海洋工程已有的立管構型之中，柔性立管因其出色的流體動力學性能而廣泛用于深水油氣開發。其運動主要受到浮式平臺和海流等的影響，在極端海況下，深海系泊系統中相鄰的柔性立管因平臺運動、渦激振動等因素影響發生碰撞。如果碰撞過程中接觸力或碰撞的能量比較大，那么會在立管碰撞區域造成疲勞損傷，長期的疲勞損傷累積將對其運輸能力和浮動平臺的正常運行產生較大的影響。因此開展
船舶力學 2022年11期2022-12-01
- 導管架內部立管及結構件拆除方法探究
限公司）0 前言立管是海底管道系統的一部分，也是海上油氣平臺輸送原油、天然氣等介質的重要通道，某些海上油氣生產平臺，為了保證立管的生產安全，避免遭受船舶碰撞等外力的破壞，將立管安裝在導管架的內部，但是這樣的設計方案也給后續的立管及結構件的拆除工作帶來了困難[1]。安裝在導管架內部的立管及結構件拆除的常規施工方法需要借助上部平臺結構做導向，進行分段拆除，這種施工方法受到上部平臺的作業空間的影響，通常流程較長、效率較低。本文通過對導管架內部立管及結構件拆除方法
化工裝備技術 2022年3期2022-08-10
- 一種海洋平臺后安裝立管的防船舶碰撞措施
1）引言海洋平臺立管是現代海洋工程結構系統中的重要組成部分之一，同時也是薄弱易損的構件之一。海洋立管內部一般有高壓的油氣通過，外部承受波浪、海流荷載的作用。由于立管所處的海洋環境的復雜性，其影響因素也較多。船舶碰撞是導致海洋石油平臺損壞的突出風險因素，例如，2005-06-27，印度國家石油公司BHN平臺因供應船意外碰撞立管而引發平臺爆炸后損毀。本文針對東海某平臺后安裝立管，采取了分區域布置安裝的方式，避免了由于風、浪、流等海況影響，船舶操控失誤等因素造成
石油和化工設備 2022年3期2022-07-13
- 一種通過增加彎曲段慣性體改善鋼懸鏈線立管運動性能的方法
關鍵技術就是深水立管技術。深水立管從設計、建造到安裝會面臨諸多挑戰,比如浮式平臺和立管觸底段的耦合運動如何有效解耦、立管觸底段的應力和疲勞等。從20世紀40年代第一根立管問世以來,產生了各種類型的立管概念設計。按立管幾何形狀分,有一端懸掛立管,如鋼懸鏈線立管(steel catenary riser,SCR)、懶波型立管(steel lazy wave riser,SLWR)、陡波型立管(steel steep wave riser,SSWR);兩端自由懸
海洋工程裝備與技術 2022年1期2022-06-28
- 尾流干涉下立管渦激振動試驗研究*
合現象，海水流經立管時會在尾流區內產生交替的漩渦，當漩渦脫落頻率接近立管自振頻率時會發生“鎖定”現象，從而導致結構發生渦激振動現象[1-2]，進而縮短立管壽命[3]。目前，國內外學者針對渦激振動問題進行了廣泛研究。在數值求解方面，CUI Z.D.等[4]采用有限元法對并聯排列的彈性耦合圓柱體渦激振動開展研究，發現兩個圓柱的主頻率在“鎖定”狀態內、外始終保持一致。M.RAHMANIAN等[5]對兩個不同直徑并聯排列圓柱體的渦激振動進行研究，兩圓柱僅考慮橫流向
石油機械 2022年5期2022-05-10
- 導管架平臺立管后安裝方法及穿越安裝模擬分析
有平臺上安裝剛性立管，稱之為“后安裝”[1-2]。按安裝原理，立管后安裝分為立管、管卡分開安裝及立管、管卡一體式安裝兩種方法[3]。按照安裝位置不同，后安裝立管可全部安裝外掛在導管架外側，或立管下部安裝外掛于導管架外側而頂部安裝內掛安裝在導管架內側。當采取立管下部安裝外掛于導管架外側而頂部安裝內掛在導管架內側時，立管頂部安裝涉及穿越平臺導管架作業。國內導管架平臺立管后安裝技術應用已有10 a以上的歷史，傳統方法采用浮袋配合潛水作業實現，近10 a受益于技術
機械工程師 2021年5期2021-05-22
- 立管在位狀態下立管卡子創新設計
輸送的重要途徑，立管在海底管道輸送系統中起著承上啟下的作用，立管的下部連接水平管道，上部與開采生產或處理設施連接，對于位于導管架平臺上的立管通常是通過立管卡子[1-4]與導管架結構固定在一起，在保持立管在位和介質輸送狀態下的穩定性起著至關重要的作用。目前立管卡子已有較為成熟的結構形式，通常情況下根據立管規格對卡子尺寸進行調整即滿足設計使用需求。隨著油田生產年限的不斷增加，很多管道已經達到運營期限，或者在運營期間因腐蝕和其他原因需要更換，以及為保障油田產量需
化工管理 2021年13期2021-05-21
- 均勻流作用下雙柔性異管徑立管響應特性試驗研究
）0 引 言海洋立管系統是連接海底井口與水面平臺的唯一通道，約占整個油氣開發系統總造價的1/4～1/3。海洋立管結構的安全性至關重要，立管一旦發生破壞，將會造成嚴重的經濟損失和環境災難。隨著海洋油氣開發不斷向深水推進，用于連接頂部浮體與海底的各種管線結構也變得更加細長。在洋流作用下這種管線結構的兩側將產生交替渦泄，進而在其周圍產生周期性的壓力脈動；當這種周期性變化的載荷與細長管線結構的某一階固有頻率較為接近時，就會誘發其產生明顯振動，這種振動即被稱為“渦激
船舶力學 2021年1期2021-01-29
- 海上石油平臺雙立管的整體設計和安裝
要在原有平臺增加立管，甚至增加多個立管。多個立管的安裝較單根立管要復雜很多，存在安裝空間狹小、安裝風險高等問題[1-2]。根據南堡35-2油田S-1井區開發項目的改造要求，需在一條樁腿上安裝兩根立管，本文提出的雙立管整體設計和安裝技術很好地解決了這些問題，它將兩根立管安裝在一根護管里，使其形成一個整體，既克服了安裝空間狹小問題，又節約了安裝成本，對海上大區域平臺改造項目中立管的設計和安裝具有一定的指導意義。1 背景介紹為了對南堡35-2油田進行區域性的產能
石油工程建設 2020年6期2020-12-25
- 運動監測裝置對柔性立管整體性能的影響
00450)柔性立管在目前深水油氣田開發中應用最為廣泛,對其運動狀態進行監測是保障海上油氣生產系統安全可靠運行的重要手段。隨著海洋油氣工程發展,立管監測技術也不斷提高,目前用于立管運動監測的裝置主要有有線、聲吶無線、自容式[1]3種類型。監測時需將儀器安裝至立管指定位置,記錄該點的運動狀態及規律,用于立管的完整性管理和可靠性評估,如Marlim油田P-18半潛式平臺和Tahiti油田Spar平臺立管的監測[2-4]?？紤]到各類監測儀器都具有一定的質量,而且
科學技術與工程 2020年32期2020-12-15
- 深海采礦系統懸鏈線立管動力響應分析1)
送站及提升礦石的立管(包括懸鏈線立管、垂直硬管、浮力軟管) 組成[1]，如圖1(a) 所示，因長徑比很大，立管在水動力作用下柔性效應顯著。柔性立管在海洋中受到海流、波浪及水面船運動等的影響[2]，其動力響應影響著立管的安全穩定，是人們熱切關注的重要問題之一。準確計算柔性立管的動力響應，分析不同因素的影響規律，對深海工程設計具有重要意義。深海采礦系統懸鏈線立管頂部與水面船相連，水面船在海洋環境下的運動對立管產生的影響是動力分析中需要考慮的關鍵因素。對此國內外
力學與實踐 2020年5期2020-10-28
- 基于緩波布置構型的深水立管動力優化機理研究
023)鋼懸鏈線立管作為一種較好的油氣輸送解決方案，在深水油氣開發中得到了廣泛的應用。但是，隨著水深不斷增大以及環境愈發惡劣，鋼懸鏈線立管遭受頂端浮體往復運動、無規則水動力荷載和循環土壤抵抗力等作用，可能會產生過大的彎曲應力以及立管頂端和觸地區的疲勞損傷破壞。因此巴西國家石油公司研發中心[1-2]針對不同立管布置構型開展極限荷載工況、渦激振動和波致疲勞等研究，發現緩波型立管在結構性能和經濟方面是較為合適的深水布置構型。如圖1所示，可采用在立管下半段等間距捆
海洋工程 2020年3期2020-06-14
- 柔性立管移位工程方案研究
)0 引 言柔性立管因具有較小彎曲半徑的技術特性已廣泛用于從水下生產設施向浮式生產儲卸油裝置(floating liquefied natural gas system, FPSO)輸送原油。為了減小FPSO的劇烈運動給柔性立管及水下生產設施帶來的不利影響，目前較多地采用Lazy-wave型立管系統。在該類立管系統中，柔性立管的下部分放置在中水浮筒(middle water arch, MWA)之上，或者在柔性管線的中部位置安裝一些浮球，而中水浮筒或者浮球
海洋工程裝備與技術 2020年1期2020-04-21
- 海洋熱塑性增強管(RTP)渦激振動數值計算1)
言當海流繞過海洋立管時,在立管下游會產生尾流和漩渦,周期發放的漩渦對立管產生垂直于來流向的渦激升力,引起立管的渦激振動(vortex-induced vibration,VIV).立管渦激振動即立管尾流渦脫落的頻率與結構頻率接近時發生的自激振動,一直以來是立管結構疲勞破壞的一個主要因素[1-4],由于海流速度沿水深變化的非均勻性及流固耦合的復雜性,渦激振動長期以來是海洋工程中頗具挑戰性的問題之一,渦激振動的準確預報是一個巨大的難題[5].海洋熱塑性增強管(
力學學報 2020年1期2020-02-23
- 基于流固耦合作用的纖維增強復合材料海洋立管渦激振動的三維計算流體動力學模擬
61801)海洋立管是海洋石油工程中油氣開采和輸送系統的必備結構。目前，大部分海洋立管由金屬制成，隨著水深的增加，金屬立管的自重導致其對頂張力的要求不斷提高，因此需要更大的平臺或減少所連接立管的數量，限制了海洋工程向更深海域發展。纖維復合材料具有極佳的機械性能和低密度特點，用其代替傳統的金屬材料將大幅減小海洋立管的自重，并相應減少對現有海洋平臺的頂張力需求和運營成本，也有利于更深海域的油氣開發和輸送[1]。同時，纖維復合材料有更好的耐腐蝕性、保溫隔熱性和抗
濟南大學學報（自然科學版） 2020年1期2020-01-07
- 淺海大口徑海洋立管安裝及受力分析
最重要的就是海洋立管的安裝。海洋立管是空間三維結構，其主要由水平方向的膨脹彎管和豎直方向的底部彎管組成，在安裝過程中保證這兩個部分順利連接并進入立管卡的難度較大。隨著海洋科技發展速度的加快和能源消耗的急劇增長，海洋油氣運輸需求不斷擴大，海洋立管安裝口徑也越來越大。大口徑海洋立管的安裝成為一個亟待解決的問題，因此開展淺海大口徑海洋立管安裝技術研究具有重要的現實意義。1 大口徑海洋立管安裝技術1.1 研究現狀1954年，第一條海底管道在美國墨西哥灣敷設完成，在
中國海洋平臺 2019年6期2020-01-01
- 深海鉆井立管系統緊急脫離反沖耦合效應研究
離，必須緊急斷開立管底部總成（LMRP, Lower Marine Riser Package）和防噴器（BOP, Blow-Out Preventer）[1-5]。鉆井立管一般參考 API RP 16Q 標準進行設計，最低端有效預緊力至少 100 kips，立管正常作業時在預緊力作用下被拉伸[5]。一旦緊急脫離，預緊力儲存在立管內部的潛能瞬間釋放，立管會加速向上反沖，必須立即啟動反沖控制系統以防止立管低端損壞油井口以及頂端撞擊月池，避免上下撓性接頭角度與
裝備環境工程 2018年12期2019-01-04
- 緩波形鋼懸鏈立管時域動力與疲勞分析
1)緩波形鋼懸鏈立管在工程中的應用近年來剛剛起步[1]，為保證立管工作的安全性，進行完整的設計分析尤為重要。此外，由于浮力材的添加，立管構型更加復雜，此前對不同構型的鋼懸鏈立管計算分析發現，不同構型的立管強度與疲勞等性能有較大的不同。這表明具有較復雜構型的緩波形鋼懸鏈立管的強度與疲勞等特性將表現出不確定性，其相比于簡單鋼懸鏈立管在性能上的具體變化也需要在設計分析中重點考慮。因此，為保證緩波形鋼懸鏈立管工作的安全性并系統研究其相對于簡單鋼懸鏈立管的性能變化，
船海工程 2018年3期2018-06-14
- 邊際油氣田新型立管系統的焊接與安裝
的百米水深級新型立管系統。作為海面與海底連接通道的立管系統是油氣田開發工程建設中的重要組成部分，同時也是薄弱易損的構件之一，其在油氣開發生產成本中占的比例也越來越大[4-7]。該新型立管系統主要有如下特點：（1）由依托于自升式鉆井船樁腿的豎向鋼性立管和靜態軟管膨脹彎構成，可以很好地滿足自升式鉆井船不定期撤離、平臺位移大的設計要求，同時對自升式平臺改造影響小，安裝成本低。（2）鋼性立管通過專用立管管卡與自升式鉆井船連接，底部設計成順應樁靴型式，在解脫鋼性立管
電焊機 2018年4期2018-05-03
- 深海立管固有頻率影響因素分析
設備（如系泊纜、立管等）為代表的海洋結構物的設計與優化成為海洋工程領域研究熱點之一。海洋立管是海面與海底井口間的主要連接構件，是現代海洋工程結構系統的重要組成部分之一。張力腿平臺（TLP）是一類較為常用的深海油氣鉆采平臺，通常情況下TLP平臺與TTR立管的連接通過張緊器實現，立管的底部則通過萬向節固定于油井的井口。當立管本身的固有頻率與由立管的頂張力、自重以及波浪共同作用下產生的振動頻率相近時，立管會發生耦合共振，使其振動幅值急劇加大。長此以往，立管會發生
艦船科學技術 2018年1期2018-01-31
- 非黏結柔性立管疲勞損傷特性分析
11)非黏結柔性立管疲勞損傷特性分析任 鐵1, 2，宋磊建2，沈志平2，周 佳2(1. 上海交通大學 海洋工程國家重點實驗室，上海 200240; 2. 中國船舶與海洋工程設計研究院，上海 200011)對柔性立管的疲勞損傷特性進行分析，探究抗拉層與抗壓層的疲勞特性，并分析彎曲加強器的存在與否對柔性立管疲勞損傷的影響。研究表明：柔性立管最內層抗拉層上的疲勞損傷最大，從內到外，抗拉層的疲勞損傷依次減??；抗壓層受到的疲勞損傷遠小于抗拉層的疲勞損傷；彎曲加強器的
海洋工程 2017年6期2017-12-11
- 張力腿平臺叢式立管安裝作業窗口分析＊
）張力腿平臺叢式立管安裝作業窗口分析＊暢元江1張偉國2韓彬彬1陳 斌2（1．中國石油大學（華東）海洋油氣裝備與安全技術研究中心 山東青島 266580； 2．中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067）在對立管安裝模型進行理論研究的基礎上，考慮叢式立管之間的干涉作用，提出導向架－導向繩作用模擬方法，建立了TLP叢式立管－導向架－導向繩耦合分析模型，形成了一種以平臺偏移值、表面海流流速組合參數形式確定TLP立管安裝作業窗口的分析方法及流程，并
中國海上油氣 2017年5期2017-11-06
- 金屬材料與復合材料海洋立管的三維CFD渦激振動模擬
料與復合材料海洋立管的三維CFD渦激振動模擬王春光1，馬銀行1，孫明鈺2，張 璐1，王有鏜1(1.山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255049；2.長安大學 公路學院，陜西 西安 710064)研究了流固耦合作用下，傳統金屬海洋立管與復合材料海洋立管的渦激振動特性，并對比了雷諾數Re=7 500時，兩種海洋立管的動力響應. 利用ANSYS-Transient模塊，采用等效模量法構建兩種海洋立管模型；利用Fluent模塊建立流體場模型，并通過syst
山東理工大學學報（自然科學版） 2017年5期2017-07-05
- 臺風條件下TLP串行立管系統碰撞分析
條件下TLP串行立管系統碰撞分析暢元江1，宋 強1，3，張 浩1，3，張偉國2（1.中國石油大學 海洋油氣裝備與安全技術研究中心，山東青島266580；2.中海油深圳分公司，廣東深圳518067；3.中國船舶科學研究中心 深海載人裝備國家重點實驗室，江蘇無錫 214082）TLP立管系統以叢式方陣排列，臺風條件下立管在波浪、海流及平臺的聯合作用下可能發生碰撞，有必要深入研究TLP串行立管系統的碰撞情況。文章基于DNV-RP-F203規范和Huse半經驗尾流
船舶力學 2017年5期2017-06-05
- 附加重量緩波立管數值分析
淑剛附加重量緩波立管數值分析柳振海1,3，黃維平1，李磊1，曹淑剛2對淺水海域使用的新型附加重量緩波立管進行數值計算，分析管內流體密度對柔性立管的動力特性影響，進行附加裝置對立管平面外運動影響的分析，同時引入一種模型簡化的計算方法，結果表明，內流密度對立管位形、最大曲率和最大有效張力的影響較大，附加裝置的應用減小了立管碰撞的概率，同時發現該模型簡化方法不僅計算準確，而且易收斂、計算時間短。附加重量緩波立管；動力特性；附加裝置；模型簡化；碰撞立管系統是海洋石
船海工程 2017年1期2017-03-04
- 串列雙立管渦激振動抑制研究
2003）串列雙立管渦激振動抑制研究李紅艷，朱仁慶（江蘇科技大學 船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮江 212003）實際工程中深海立管常以管群的方式出現，當立管彼此相互靠近時，會發生流場干涉效應。為研究立管間相互干涉作用及螺旋側板抑制雙立管渦激振動的效果，本文基于 Ansys Workbench 平臺，采用雙向流固耦合技術對 Re=7 800 均勻來流下長徑比為482 的串列雙立管進行三維數值模擬。結果表明，立管軸間距為5D 時立管間有完整的渦旋脫落，下游立管
艦船科學技術 2016年9期2016-11-04
- 轉塔式系泊FPSO中的緩波型立管水動力分析
PSO中的緩波型立管水動力分析徐顯明1，朱克強1，姬芬芬1，劉科偉1，白勇2(1.寧波大學海運學院，浙江寧波315211； 2.浙江大學建筑工程學院，杭州311100)基于凝集質量法，通過改變浮塊的數量和分布位置對傳統緩波型立管的結構形狀進行改進。結合墨西哥灣200 m水深轉塔式系泊浮式生產儲油卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)工程實例，對改進型緩波型立管和傳統型緩波型立管在極限工況
中國航海 2016年4期2016-10-12
- 基于ABAQUS的海洋立管強度分析
BAQUS的海洋立管強度分析王友義 （東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）立管強度校核一般要求進行組合應力校核與橢圓度校核，由于立管受力的復雜性，目前尚沒有計算立管應力、變形的通用公式，基于有限元分析軟件abaqus/aqua模塊，編制環境載荷的INP文件，分析了環境載荷對立管應力變形的影響，為工程實際中海洋立管強度校核提供了理論基礎。海洋立管；有限元；ABAQUS管道的應力可以分解為三個互相正交的應力——徑向應力、軸向應力、環向應力［1］
化工設計通訊 2016年5期2016-09-03
- 張力腿平臺立管張緊力優化*
67)張力腿平臺立管張緊力優化*李家儀1張偉國2劉秀全1暢元江1宋 強1(1. 中國石油大學(華東)海洋油氣裝備與安全技術研究中心 山東青島 266580； 2. 中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)研究了張力腿平臺槽口間距對尾流效應影響范圍的影響，提出了優化方案及具體優化方法，建立了張緊力優化流程，對比優化前后立管間距變化，證明優化方案可行性。研究表明，在張緊力優化算法適用范圍內，立管軸線方向變形相等優化方案計算立管變形增量較為簡
中國海上油氣 2016年2期2016-06-09
- 張力腿平臺叢式立管鉆完井作業窗口分析方法*
)張力腿平臺叢式立管鉆完井作業窗口分析方法*劉紅兵1韓彬彬1劉秀全1暢元江1劉 康1宋 強1張偉國2(1. 中國石油大學(華東)海洋油氣裝備與安全技術研究中心 山東青島 266580; 2. 中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)劉紅兵,韓彬彬,劉秀全，等.張力腿平臺叢式立管鉆完井作業窗口分析方法[J].中國海上油氣，2016,28(6)：115-120.Liu Hongbing,Han Binbin,Liu Xiuquan,et a
中國海上油氣 2016年6期2016-05-15
- 立管尾流模型研究及其在頂張緊立管干涉分析中的應用
300452)立管尾流模型研究及其在頂張緊立管干涉分析中的應用楊 偉，孫國民，楊 琥，馮現洪，李 旭(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)干涉分析是深水立管設計流程中的重要組成環節。介紹了頂張緊立管(TTR)干涉分析中的不同尾流理論，通過FLEXCOM軟件建立TTR干涉分析模型，對比了不同尾流模型下的干涉分析結果，通過對比得知Blevins尾流模型相對Huse尾流模型計算的立管凈距要小。在實際工程中建議根據環境情況選取尾流模型，同時結合干涉分析
海洋工程裝備與技術 2016年1期2016-01-10
- 波流作用下的張力腿平臺頂張緊式立管干涉分析
力腿平臺頂張緊式立管干涉分析石 云1，周曉東1，曹 靜1，劉小燕2(1. 中海油研究總院，北京 100028；2. 北京高泰深海技術有限公司，北京 100011)頂張緊式立管(TTR)是張力腿平臺(TLP)的關鍵部分之一。TTR之間干涉的風險隨著水深的增加而增加，因而立管之間的干涉評估也就變得越來越重要。如果因干涉引起的碰撞力或參與碰撞的能量足夠大，則有可能會在立管的某區域產生損傷，降低立管的使用壽命，甚至危及平臺的安全。針對某油田開發方案設計工作，對井槽
海洋工程裝備與技術 2015年2期2015-12-09
- The Power of Integration
加工→干管安裝→立管安裝→檢查管件→與立管上下口對齊→旋緊→再次檢查→支管安裝→灌水試驗。In 1969, Tu, then a researcher with the Beijing-based China Academy of Chinese Medical Sciences, was appointed head of the government project. Prior to the appointment, she had dedicate
Beijing Review 2015年43期2015-11-25
- 尾流干涉下考慮流固耦合作用的海洋立管渦激振動的數值模擬
固耦合作用的海洋立管渦激振動的數值模擬婁敏，軒紅超(中國石油大學(華東)石油工程學院，山東 青島 266580)利用Fluent軟件，運用動網格技術及用戶自定義接口編程，通過求解N-S方程、RNG湍流模型以及結構動力學模型實現流固耦合，對串聯間距為4D的等徑立管進行數值模擬，分析在尾流干涉下立管的渦激振動?；跀抵的M結果分析:串聯間距為4D時上下游立管都有漩渦脫落;下游立管在尾流干涉下，考慮流固耦合時相比固定立管時所受升力增大，立管振動有“失諧”，渦激振
船海工程 2015年2期2015-05-25
- 基于CFX的配置浮筒海洋立管渦激振動研究
X的配置浮筒海洋立管渦激振動研究鐘詩民1，黃維平1，段金龍2(1.中國海洋大學工程學院，山東 青島 266100; 2.上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院，上海 200240)運用CFX軟件對4種不同浮筒覆蓋率下的深水立管渦激振動進行模擬，驗證大渦模擬在配置浮筒立管研究中的可行性。結果表明，浮筒覆蓋率越大，立管均方根響應幅值越大;在不同的浮筒覆蓋率的情況下，海洋立管的主要振動響應頻率與浮筒所支配的渦瀉頻率和立管所支配的渦瀉頻率有關，浮筒覆蓋率較小進行高頻運
船海工程 2015年2期2015-05-25
- 基于全相似的串聯雙立管大雷諾數渦激振動研究
于全相似的串聯雙立管大雷諾數渦激振動研究梁 鵬1，黃維平1，魏東澤2( 1.中國海洋大學 山東省海洋工程重點實驗室，山東 青島 266100；2.浙江海洋學院,浙江 舟山 316000)為了解串聯雙立管的渦激振動情況，基于完全動力相似，采用ANSYS/CFX針對大雷諾數串聯雙立管的渦激升力和脈動拖曳力以及圓柱繞流和流固耦合，基于物理模型分析串聯雙立管在不同雷諾數、不同間距下雙立管的受力情況，結果表明，當兩立管間距較大，采取圓柱繞流的方法代替流固耦合來模擬立
船海工程 2015年1期2015-05-03
- 非粘接動態柔性立管干涉研究
)非粘接動態柔性立管干涉研究周巍偉，沙 勇，曹 靜(中海油研究總院， 北京 100027)非粘接動態柔性立管是深水海洋石油開發的重要設備，具備安裝簡便、可靠性高、抗疲勞性能強等諸多優點。非粘接動態柔性立管由多層非粘結結構形式纏繞而成，其截面剛度較低，在波浪和海流作用下運動幅值較大，因此柔性立管的構型和布置需要特殊研究，以免在極端情況下發生立管之間、立管與錨鏈之間的碰撞干涉。針對應用于中國南海海域的柔性立管，基于有限元法，采用Huse尾渦模型開展了干涉研究，
海洋工程裝備與技術 2014年1期2014-12-19
- 柔性立管渦激振動抑制裝置試驗研究
200240)據立管彎曲剛度及內部張力比值大小可分為剛性立管、柔性立管。以往研究大多基于剛性立管，但隨立管工作水深的增加，對柔性立管的研究愈加重視。立管在一定來流下在兩側會形成交替漩渦，漩渦脫落客引起立管周期性橫向、流向振動。當漩渦泄放頻率接近立管固有頻率時便會鎖定，使立管產生大幅度危險渦激振動且易致其疲勞損傷。立管的渦激振動響應研究主要分三種，即試驗研究、半經驗模型研究及數值研究。立管數值研究雖有優點但亦存在不足之處。數值研究結果與試驗結果存在較大差異，
振動與沖擊 2014年14期2014-09-07
- 深水立管干涉分析研究
02249)深水立管干涉分析研究何 楊1, 孫國民1, 趙天奉2(1.海洋石油工程股份有限公司設計公司, 天津 300451; 2.中國石油大學, 北京 102249)隨著立管長度的增加，海洋立管間的干涉風險也在增大，在深水油氣田開發的早期就應關注立管干涉問題。立管干涉包含了復雜的物理現象，其中水動力相互作用對于眾多立管系統的干涉分析來說不可忽略。該文主要根據DNV-RP-F203規范介紹了基于水動力相互作用的深水立管干涉分析方法，給出了深水立管干涉分析的
中國海洋平臺 2014年4期2014-08-11
- 新型深水立管懸掛裝置減振及疲勞抑制效果分析
249）新型深水立管懸掛裝置減振及疲勞抑制效果分析郭 磊a，b，段夢蘭a，b，張新虎a，b，張 玉a，b，湯 珂a，b，楊 磊a，b（中國石油大學（北京）a．機械與儲運工程學院；b．海洋油氣研究中心，北京 102249）研究了工作水深1 000 m的鋼懸鏈線立管動力特性及其懸掛端的疲勞壽命特征，并提出一種減緩立管振動和提高立管懸掛端疲勞壽命的方法。設計了一種新型的立管懸掛裝置，該懸掛裝置采用與陀螺儀類似的多環萬向節結構。計算后對比發現：設計的立管懸掛裝置不
石油礦場機械 2014年1期2014-06-05
- 串列圓柱體尾流、尾渦耦合振動試驗研究
驗裝置能抑制上游立管渦旋產生，研究不同工況時上游立管對下游立管影響。分別對上游立管部產生渦激振動與產生渦激振動兩種試驗模型進行不同流速、不同間距條件的流致振動試驗，通過觀察渦旋脫落、測量模型振動分析上游立管有無抑渦設備及上游立管對下游立管橫向振動影響。研究表明，上游立管對下游立管振動產生影響，不同于孤立單管。上游無抑渦設備時下游立管的橫向振動隨立管間距先增大后減??；有抑渦設備時上游立管橫向振動在某倍管徑后穩定在某定值基本不變。上游立管；下游立管；間距；流速
振動與沖擊 2014年22期2014-05-25
- 深海懸鏈線立管分段安全評估方法與應用
0）①深海懸鏈線立管長達千米，由于立管在深海中受到復雜的載荷、腐蝕、第三方破壞等作用，立管不同部位的安全狀態不同。立管的破壞是一個“水桶原理”，不論立管哪個管段發生破壞，都會造成嚴重的事故。深海立管不同于其他設備的安全評價，立管的每個管段不是具有相同的潛在危險和破壞因素。近年來對立管的安全評估主要是將立管作為整體考慮，然而專家在評估立管失效故障樹的基本事件發生的可能性時，通常取該基本事件在整個立管中導致立管破壞失效可能性的中間值，這樣能快速得到立管失效的大
石油礦場機械 2013年10期2013-09-07
- 塔式立管渦激疲勞損傷敏感參數研究
50001)塔式立管是一種以剛性立管作為主體部分，通過頂部浮力筒的張力作用，垂直站立在海底，以跨接軟管作為外輸裝置與海上浮體相連接的立管結構形式[1-2]。在水深超過1 000 m的深水和1 500 m的超深水油田開發項目中，塔式立管作為一種有效的立管系統，在墨西哥灣、西非海域以及巴西海域的油田項目中得到了應用。本文主要研究塔式立管的剛性主體管的渦激疲勞損傷。對于立管的渦激疲勞損傷，國內外有很多學者進行了專門的研究[3-8]。但未見國內對塔式立管渦激疲勞分
船海工程 2013年5期2013-01-11
- 深水鋼懸鏈線立管順流向非線性動力分析
來發展起來的新型立管系統—鋼懸鏈線立管（Steel Catenary Riser）—在技術上和經濟上比傳統的柔性立管和頂張力立管系統有了長足的進步，成為深海油氣資源開發的首選立管形式。1994年安裝了世界上第一條鋼懸鏈線立管，引起了工程界和學術界的極大關注[1-5]。鋼懸鏈線立管作為輸送油氣資源的管道連接于海底和上部浮體之間，在波浪和流的作用下，不僅上部浮體產生的復雜動力響應會作用于深水海洋立管[6]，立管本身也承受著強度相當大的波浪和流的作用力。準確地預
船舶力學 2012年1期2012-06-07
- 鋼懸鏈式立管渦激振動疲勞損傷參數分析
引 言當海流流過立管時，由于結構的存在，便會產生流動分離現象，從而發生周期性的旋渦脫落和尾流。周期性的旋渦脫落會在立管上產生周期性的力，從而使立管發生振動，通常稱之為渦激振動。立管的振動又會對流場產生影響，使旋渦增強，阻力增加。這種渦激振動是小尺度部件流固耦合現象的體現。當旋渦脫落頻率與立管固有頻率接近時，將引起立管的強烈振動，旋渦的脫落將被立管的振動所控制，從而使旋渦的脫離和立管的振動具有相同的頻率，發生“鎖定”（lock-in）現象。Lock-in現象
船舶力學 2012年8期2012-03-16
- 集束塔式立管總體疲勞分析方法研究
尚無針對集束塔式立管設計和校核的規范，通過研究國外已有塔式立管工程案例資料，參考API RP 2RD中對其它類型立管的要求，給出集束塔式立管總體疲勞分析方法及流程，總體疲勞分析包括運動疲勞、VIV疲勞分析和10%的安裝過程產生的疲勞。1 理論方法及分析流程1.1 集束塔式立管建模方法有限元模型是集束塔式立管疲勞分析的基礎，集束立管的建模技術包括等效建模技術和多管建模技術。等效建模技術有較高的計算精度和較好的計算效率，文中主要探討基于等效建模技術下的集束塔式
船海工程 2012年1期2012-01-23
- 考慮溫度應力下深海輸油立管動力特性及響應研究
度應力下深海輸油立管動力特性及響應研究婁 敏，孫欣杰，余承龍(中國石油大學(華東)石油工程學院，山東青島 266555)考慮深海輸油立管管內外溫差產生的溫度應力以及管內流體流動和管外海洋環境荷載的共同作用，建立了深海輸油立管振動微分方程，采用有限元法對輸油立管動力特性及動力響應進行求解，并將考慮溫度應力及不考慮溫度應力的立管動力特性及在波浪作用下的立管動力響應進行了對比。結果表明，對于動力特性，溫度應力的存在會使得立管自振頻率降低;對于動力響應，會使得波浪
海洋工程 2012年2期2012-01-08
- 深海柔性立管渦激振動經驗模型建立及應用
024)深海柔性立管渦激振動經驗模型建立及應用唐國強, 滕 斌, 呂 林, 勾 瑩, 張建僑, 宋吉寧(大連理工大學,大連116024)本文在借鑒以往研究成果的基礎上,建立了能夠預報深海柔性立管渦激振動的經驗模型并獨立開發了相應的計算程序。經與SHEAR7計算結果驗證表明,經驗模型準確可靠,可用于深海柔性立管渦激振動響應的分析、預測。并利用數學模型和計算程序,研究了立管結構頂部張力、水流速度、立管內外徑以及管壁厚度等因素對深海柔性立管渦激振動動力響應特征的
中國海洋平臺 2010年3期2010-11-03
- 深水鋼懸鏈線立管三維動力分析
學)深水鋼懸鏈線立管三維動力分析何 寧1王 波1王 輝1梁 輝1張 昭2(1.海洋石油工程股份有限公司; 2.大連理工大學)基于鋼懸鏈線立管系統動力學方程,建立了深水鋼懸鏈線立管三維有限元分析模型,對深水鋼懸鏈線立管系統在波浪、海流和浮體運動等載荷單獨作用和共同作用下的響應特征進行了分析。在多項載荷作用下,鋼懸鏈線立管表現出明顯的平面外響應,并且響應具有非線性特征,立管上部懸掛點和底部著地點附近Mises應力較高,是立管的危險段。深水 鋼懸鏈線立管 三維模
中國海上油氣 2010年2期2010-09-08
- 鋼懸鏈式立管渦激振動疲勞損傷分析
0027鋼懸鏈式立管渦激振動疲勞損傷分析高 云1，2宗 智1，2周 力2曹 靜31大連理工大學工業裝備與結構國家重點實驗室，遼寧大連 1160242大連理工大學運載工程與力學學部，遼寧大連 1160243中國海洋石油總公司研究中心，北京 100027針對鋼懸鏈式立管的特點，采用了簡化后的振動模型，在ANSYS的CAE模塊中根據懸鏈線方程建立了立管的有限元模型，并對立管進行了模態分析。通過對前若干階模態進行后處理，得到包括歸一化振型、斜率以及曲率的模態輸入文
中國艦船研究 2010年5期2010-03-06