斜滑断层对埋地天然气管道力学性能影响

为研究斜滑断层作用下埋地天然气管道受力性能和影响因素,采用有限元软件ADINA进行数值模拟,建立三维管土相互作用非线性有限元模型.在该模型的基础上,分析了断层错动量、管道埋深、管径、内压以及不同管材对管道受力与变形的影响.研究结果表明:断层错动下,钢质管道最大受力与变形位置位于断层两侧,管道所受最大拉压应变相近;管道应...     

基于ABAQUS的SCR立管的动力分析

文中对SCR立管的模型与分析方法进行了总结,推导了悬链线的方程,并对SCR立管静态与动态进行了ABAQUS有限元分析,选择的计算方法为子空间迭代法,分析了立管各阶振动模态与频率。另外,还分析了立管微元的受力情况,并研究了不同顶部张紧力增大时的固有频率,发现固有频率有所增大。     

约束和长度对管道共振的影响

共振对管道危害极大,为了防止共振,需要对管道的固有频率和振幅进行研究。管道的约束和长度是影响管道固有频率和振幅的2个重要因素,变换管道约束和长度能有效改变管道固有频率和振幅的大小。采用ANSYS软件建立管道的有限元模型并对其进行模态分析,得到前三阶固有频率和振幅。通过改变管道约束和长度,得出管道振动规律:约束不同时管道的固有频率差别很大;其他条件相同时,管道固有频率随着管道长度的增加而减小;约束方式对振幅的大小有影响,一端固定时振幅最大;其他条件相同时,振幅的大小随着长度的增加而减小。     

输运流体海洋立管的动力特性

从流体的动量方程出发,考虑流体和管道的耦合,推导出输运流体海洋立管的偏微分运动方程。用Hermite插值函数和Galerkin法离散运动方程建立海洋立管动力运动的有限元模型。然后,利用该模型研究管内气柱流对固有频率的影响。计算结果表明:立管内出现气柱流时,固有频率随气柱位置的不同而明显变化。     

高落差长输管道地震反应数值分析

文中利用有限元软件ABAQUS建立高落差长输管道模型,模拟不同管径、壁厚、倾角的管道在地震荷载下的受力状态,得到各状态下的管道受力数据。通过对比分析,得到以下结论:在地震作用下,只有两个弯管处出现了应力集中,斜管段应力较小且无明显波动,最大应力一直出现在上弯管处;壁厚对高落差长输管道的地震反应影响较大;管径对管道地震反应影响很小;倾角对管道地震反应影响很大,是管道铺设中应该着重考虑的因素。     

增大管道跨度方法的研究

在管道设计过程中,经常遇到管道跨距无法满足跨度要求,需要通过管道自身的加强来增加管道跨距的情况。文中根据决定管道跨度的强度条件和刚度条件计算公式,简要分析了影响管道跨度的因素。在此基础上,对工程中常用的3种增大管道跨度的方法(加大管径、壁厚,加强板,拱形管)做了简要的分析,并对3种方法的优缺点做了比较。最后,通过工程实例的计算分析,验证了整个选择过程,为解决工程实际问题提供了思路。     

内压对管道系统柔性分析的影响

针对在进行管道应力分析时忽略内压对管道系统柔性的影响,文中对承受内压的管道的轴向伸长进行了推导分析,并结合ASME B31规范说明内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响。结果表明:内压对管道轴向伸长的影响较大,对于壁厚一致的弯管,内压使弯管趋于张开;随着管径的增大和采用高强度钢,内压对弯管柔性系数和应力增大系数的影响增强。对于温度变化范围小的大直径、高强度管道(如长输管道),应考虑内压的影响。对于是否考虑内压对弯管柔性系数和应力增大系数的折减作用,应结合具体的操作工况确定。     

油气管线在役焊接承压能力的确定

采用有限元分析软件对不同壁厚、管径管道的在役焊接过程进行数值模拟,研究管道内壁径向变形随介质压力的变化规律,确定在役焊接可焊压力,并与不同标准的理论计算结果进行比较。结果表明:通过研究管道内壁径向变形的变化规律可以确定在役焊接修复过程中管道所能承受的最大压力,且数值模拟得到的可焊压力变化规律与理论计算结果相似,可焊压力均是随着管道壁厚的增大和管径的减小而逐渐的增大。其中公式2与数值模拟结果最接近,但随着壁厚的增大计算所得的可焊压力与数值模拟结果的差值越大,而公式3恰好相反,应根据具体焊接过程选择合适的可焊压力计算公式。     

原油管道漏磁检测技术影响因素分析

根据漏磁检测原理制备了多种型号的管道漏磁内检测器,并将检测器在多条原油管道上进行了检测。综合分析各条管道的检测情况,可以确定除了检测器自身因素外,仍有管径、油品、运行方式和运行温度等因素对检测效果有一定的影响。通过对比不同管径、不同工艺参数下的检测结果,并对这几项因素的影响进行分析,初步确定了管径、油品、运行方式和运行温度等因素对检测效果的影响规律,并给出了一些降低其影响的措施。     

TGNET仿真软件敏感参数研究

在天然气管道输送中,管内壁粗糙度和管道输送效率是影响管线压降的主要因素.TG-NET7.2仿真软件的计算程序中,粗糙度和输送效率的初值给定和调整是模拟用时和模拟精度的关键.TGNET7.2仿真软件基于粗糙度推荐科尔布鲁克(Colebrook)公式,未推荐调整输送效率时的摩阻计算公式.文中以川西气田常用规格管径为例展开研...     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

长输油气管道金属损失漏磁内检测技术研究

以管道漏磁内检测器为载体,通过对管体进行在线的漏磁内检测,可以达到量化管道缺陷、避免事故发生的目的。文中介绍了管道金属损失漏磁内检测技术,分析了油气管道漏磁内检测技术原理及漏磁内检测系统组成,利用有限元分析方法研究了管道缺陷尺寸对于漏磁场信号的影响,验证了管道漏磁内检测技术的可靠性。     

架空蒸汽管线外表面传热系数修正研究

表面传热系数是计算架空蒸汽管线对流散热损失的关键参数,现有经验关联式认为其与环境风速等因素有关,但未考虑这些因素的具体影响.文中建立了蒸汽管线模型,采用流体动力学(CFD)数值模拟计算方法,分析了环境风速、管径对蒸汽管线表面传热系数的影响,修正了环境风速和管径因素的表面传热系数关联式,其拟合优度达到0.99以上.结果表...     

含水合物相变多相内流深水立管管内流动特征分析

在深海立管中,开采的天然气水合物受到环境因素和自身性质的影响,进行水合物的生成和分解等反应,使得管内流变成复杂的多相非平衡流,影响开采立管的安全性,容易引发安全事故。基于分子热力学,建立了天然气水合物在受温度压力变化影响下的生成分解相平衡模型,并在相平衡模型基础上考虑气液固三相的性质变化,得到由气液固各相连续方程、能量方程、动量方程组成的天然气水合物多相非平衡流控制方程。结合有限差分法分析得到不同参数对开采立管内多相流流动特性的影响规律。     

低压气液混输采气管道串接集气模式研究

针对杭锦旗气田高液气比气井井间串接集气距离长、管道压损大的问题,文中用权重法估算了影响管道气液混输距离的因素,表明管道直径是影响集气距离的最重要因素,权重比约56.1%。根据杭锦旗气田气井生产参数,对不同采气管道规格串接模式进行了研究,确定了适用于不同集气量和串接井数的采气管道规格系列,提出了直线式与辐射式相结合的井间串接模式,为杭锦旗气田地面集输站场和管网设计提供技术依据。     

基于应变的悬空管道性能分析

文中对悬空管道的性能进行了分析.通过力学与有限元的结合,将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,且考虑几何非线性,利用ANSYS建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.研究了跨距变化情况下应变分布情况及变化规律,并基于应变的管道设计准则,对某悬空管道进行安全性评估.结果表明:拉应变最大处出现在出土端管道上表面,跨中管道上表面...     

液体输送管道固液耦合振动的有限元分析

针对在工程中常见的液体输送管道 ,根据Hamilton原理 ,使用有限元法推导了管道的固液耦合振动方程。通过求解振动方程组的特征值得到管道的固有频率及临界流速 ,并讨论了液体的流速、压力变化对管道固有频率的影响。计算结果表明 ,管道的固有频率随流速的增大而降低 ,当流速等于或大于临界流速时 ,管道将发生静力失稳。     

沼泽地段大口径输气管道应力敏感性分析

大口径输气管道穿越沼泽地段时,由于沼泽地土壤含水饱和度过大,管道易产生自然沉降。管道的过量变形会导致输气管道在运行过程中应力不能满足安全要求,故需要对沼泽地段的大口径输气管道进行应力的敏感性研究。使用应力分析软件CAESAR II对沼泽地段某大口径输气管道进行数值模拟,针对沉降量及压重块间距对管道应力的影响进行分析得出：管道的自然沉降对沼泽地输气管道的应力最敏感,即影响最大。建议在沼泽地管道施工中要做好防沉降措施。     

管道开挖缺陷点破损程度评价研究

开挖检查是挖开管道直接观察和测试管道腐蚀及防护状况的过程,是管道外检测的重要工作之一。目前对管体存在的缺陷点破损程度的判断,主要由现场工作人员根据经验,由管道防腐层的缺陷点尺寸来判断破损程度。但是影响缺陷点破损程度的还有管体的阴极保护、杂散电流、管体表面腐蚀等情况。为了综合评价各种因素对缺陷点破损程度的影响,通过分析2007年、2008年西气东输东段3个标段的开挖数据,考虑管体的腐蚀情况、土壤腐蚀性、是否漏出管体、杂散电流干扰情况、缺陷点在管体上所处位置、管段类型（直管、弯头等）等6个方面对缺陷点破损程度的影响,提出一种新的判断管体缺陷破损程度准则。