下倾管-垂直立管严重段塞流数值分析

运用计算流体力学(CFD)软件ANSYS FLUENT对下倾管-垂直立管系统中出现的严重段塞流现象进行多工况数值模拟，根据液塞形成过程图和弯管处的速度矢量图揭示了液塞的形成机理，并结合XY面的相分布图和监测得到的压力脉动变化图划分出了3种典型的严重段塞流流型。为了抑制严重段塞流现象，提出了“下倾管”注气法，最后通过数值模拟的方式来加以验证。结果表明：采用“下倾管”注气法后，管系内的严重段塞流现象被明显削弱，产生了具有高频低振幅脉动特征的稳定流型，对管网系统稳定性的影响较小。     

段塞流捕集器的设计方法研究

针对混输管线终端段塞流捕集器的设计原理和设计方法进行了研究,在满足生产运行的前提下,建立了计算数学模型,并采用龙格一库塔法求解.以胜利油田海五联为示范工程,设计出了用于生产的段塞流捕集器,现场运行表明,捕集器液位稳定,对下游设备起到很好的保护作用.     

气液物性参数对严重段塞流特性影响研究

针对海底油气传输常见的下倾管—立管系统严重段塞流问题,采用严重段塞流形成条件一致的等效原则,发展了一种将三维流动转化为二维的数值模拟方法,仿真结果与相关的以水和空气为流动介质的实验结果吻合较好.在此基础上,利用该方法研究气液物性参数对严重段塞流的影响,分别选取水、原油和煤油为液体介质,甲烷和空气为气体介质,对管道内出现的严重段塞流进行数值模拟.研究发现,液体粘性、密度和表面张力对严重段塞流的流动过程、周期、压力波动、含气率和液塞速度均有显著影响,而气体物性变化对严重段塞流的影响较小.文中研究有助于深入揭示物性参数对严重段塞流的作用,同时也为评估不同海底油气田的严重段塞流危害提供了理论支持.     

模拟PID控制器对平台分离器段塞的控制

考虑到混相输送极易在管道的立管段形成严重段塞流,影响管道和下游油气水处理设备的正常工作,造成巨大的经济损失,利用OLGA多相流瞬态模拟软件对海底管道进行段塞流预测,并通过OLGA软件模拟PID控制器对严重段塞流的自动控制。结果表明,利用PID控制器能够有效进行严重段塞流的控制,推荐在管道设计时应用OLGA软件先进行段塞流的预测,再通过OLGA软件进行PID控制系统的参数设计。     

声纳和浅剖在渤西管线物探调查中的应用

油气管线的埋深、裸露、悬空直接影响油田和安全生产。介绍了声纳和浅剖在管线物探调查中的使用方法和调查程序 ,并进行分析总结 ,对管线的下一步保护提出了一些针对性的结论和建议。     

海底管线抗震设计方法研究

现用海底管线的地震应力计算方法存在着计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,研究在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过计算发现在设计地震条件下,管土之间的约束实际上已进入了塑性滑移状态.结合理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力.并用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用.最后通过新的应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行在役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础.     

海上油气生产设施消防喷淋管线水锤分析

海上油气生产设施消防喷淋管线,在喷琳阀突然关闭时会产生水锤效应.水锤效应导致管线振动,管线弯头处的冲击力增大,有可能对管线造成破坏.喷淋阀的关闭响应时间直接影响水锤力的大小,针对这一现象,以PYRENEESFPSO开发项目为例,利用PIPENET软件模拟了一个典型消防喷淋管线在突然关阀后的水锤效应,并分析了喷淋阀较为合理的关闭响应时间.     

涡激振动对FPSO外输系统的动态响应分析

外输系统包括FPSO、外输浮筒、外输管线主要构成部分,在外载荷的推动下,各个构件间存在复杂的耦合作用。由于输管线跨距长,在复杂的海洋环境载荷作用下极易发生涡激振动现象,从而引起管线的疲劳破坏。为研究涡激振动对FPSO外输系统的动态响应的影响,本文对FPSO及其外输系统进行了一系列的水动力分析,结合考虑浮体/管线的耦合效应和管线涡激振动现象,求解FPSO与外输浮筒的总体运动响应及外输管线的张力、疲劳损伤值,总结管线涡激振动现象对整个FPSO外输系统总体性能的影响。计算结果表明,管线的涡激振动效应对其自身的疲劳寿命起到主导性作用,而对FPSO及外输浮筒的运动响应和系缆张力的影响较小。     

海洋管线与海床土体接触作用的数值模拟

针对海洋管线在铺设、安装和作业过程中与土体的复杂接触,产生的管线外载荷诱发的管线强度问题,采用非线性有限元软件ABAQUS对管土接触过程进行数值模拟,分析触地管线贯入和回弹过程中的主要影响参数,数值模拟结果与挪威岩土工程研究院的大尺度试验结果一致,表明该方法能较好地反映土体抗力和吸力的产生和释放过程,验证了数值分析的可行性。参数分析结果表明摩擦角和粘聚力对管土间的接触作用有显著影响。     

船舶运动对管线受力特性的影响

针对深海采矿船矿物水力输送时管线在船舶运动作用下的受力问题,建立了管线和管内流体的耦合模型。综合考虑船舶运动及管内部流体耦合作用的影响,分析了不同工况下管线的变形、应力及支座反力。计算结果表明:受船舶运动的影响,在某些工况下管内流体载荷对管线的作用力有一定程度的加强。在管线设计时需重点考虑惯性力和重力叠加的工况。这项研究可为船舶上管线、支座、接头、法兰等的设计提供参考。     

平台分离器常用控制方案选择

概述平台分离器的压力和液位控制方案,并根据具体项目给出实例。在前期设计中,须进行仔细分析,保证流程的设计能满足产品质量和流程稳定性的要求,这对于促进项目的成功具有重要的意义。压力、液位是工艺控制的基础。整个流程是建立在单个设备工艺参数控制的基础之上的。通过整合各设备之间的流程关系,优化工艺流程,可以在很大程度上降低系统能耗,保证整个系统平稳运行。     

煤炭港口皮带机料流追踪系统设计

煤炭港口取装作业过程中难以精确把握皮带机上煤炭运行的状态和位置,造成取装作业效率低、安全风险高、无法精确洒水除尘等问题.在分析黄骅港煤炭装船作业流程和运输设备特点基础上,提出一种皮带机料流追踪系统.通过在流程沿线安装相应的料流检测装置、在各转接机房增加远程站、设计PLC控制算法处理采集到的各种数据,最后将结果实时展现在装船机操作人机界面上.结果表明,系统能准确检测出料流在输送带上的分布位置,与真实的料流分布位置误差在20 m以内,检测准确率在99%.有效提高装卸流程效率、减少皮带转接处洒落煤,保证半自动和自动化装船作业安全.     

平台系统事故原因分析及安全保护系统设计

概述平台生产系统设计时须要考虑的常见事故,如超压、超温、负压、倒流等,并对事故的原因进行了分析。针对平台常见设备,分析各种事故工况下须采取的预防措施。运用平台安全性分析或者HAZOP分析,找出各种可能的潜在的事故原因,并制定检测和预防措施,防止事故发生。这项工作对于识别潜在危险和制定完善的预防措施有着重要意义。     

大型多功能水池集中控制系统设计和实现

多功能水池试验室设置若干工艺设备,这些设备的控制系统各成一体,相互独立。在试验时,各工艺设备需要相互协作。因此,需要配置一套集中控制系统,负责各设备的协同控制。介绍了集中控制系统设计、主要工作原理、控制流程及运行效果。同样介绍了系统操作、监视人机画面的实现。     

船用离心泵状态监测

实现机舱设备实时状态监测及评估是智能船舶以及无人机舱发展过程中的重要部分,也是事后维修、定期维修向视情维修转变过程的关键技术.本文利用最小二乘多项式拟合法对实验数据进行拟合,得到离心泵Q-H特性曲线拟合多项式.在某一进出口压差下,比较拟合流量和监测流量之间的差值来表征离心泵实时性能状态,并通过设置不同程度的泄露故障验证该方法的有效性.相比于用CFD软件建模仿真以及监测振动等方法,该方法可行性强、简单实用、成本较低,具有重要的实际工程应用价值.     

过热水喷流发动机喷管中的流动数值模拟与基本特性分析

文章基于蒸发冷凝模型建立了闪蒸相变模型,对过热水喷流发动机喷管中的两相流动过程进行了数值模拟,发现高温高压流体在流动的过程中伴随着相变和膨胀的发生,两相流体在喷管收缩段、喉部和扩张段中流动特性各不相同,与实验数据进行对比验证了模型的准确性。研究了喷管形状对流动基本特性的影响,发现扩张比和扩张角对两相流在喷管中的相变和膨胀过程影响不同。该文所做研究对揭示两相流闪蒸相变机理、寻求各参数之间的匹配关系有着重要意义,可以为设计过热水喷流发动机提供理论基础。     

基于变流阻系数的船舶海水冷却管网水力特性研究

准确计算管网摩阻系数,对具有复杂流态船舶流体管网的优化设计、运行、管理及工作特性实时调节和准确计算都有重要意义。本文提出采用“变流阻系数”方法,在计算中实时更新任意迭代时步的各管网分支流阻系数,基于图论理论,在MATLAB软件中编程实现。理论计算与实验结果进行了对比,两者具有较好的一致性。研究发现,相比定流阻系数方法,利用变流阻系数网络解算算法对船舶海水冷却管网进行水力分析,可以大大减小解算误差,提高解算精度。     

景洪水力式升船机流量控制阀门比选

水力式升船机通过控制水流实现对升船机运行特性的控制,流量控制阀是水力式升船机的重要控制设备。结合景洪水力式升船机的水力学特性,比较了蝶阀、球阀及活塞阀的抗气蚀性能及过流能力,通过比较选择活塞阀作为流量控制阀。根据水力式升船机上下游对接精度要求高、空中运行要求快的特点,对流量控制阀的多种组合方案进行比选,创新提出了主辅阀门控制方案,辅阀小流量主要负责上下游对接,主阀大流量主要负责升船机空中运行,最终确定1台E型活塞阀为主阀、2台SZ型活塞阀为辅阀的阀门组合设计方案。景洪水力式升船机已正式投入试运行,流量控制阀设计方案经受了工程实际检验,研究成果可供类似工程参考。     

非恒定流作用下的抛石丁坝可靠度研究

航道整治建筑物中的抛石丁坝水毁现象十分严重,其可靠性及使用寿命难以准确预测。针对这一问题,以非恒定流流量过程为控制条件,通过水槽物理模型试验,对"流量过程和最大冲深"这一组合进行了试验研究和计算方法研究,定义出抛石丁坝失效准则,采用基础统计理论,得出流量过程和最大冲深相结合的可靠度及使用寿命预测的概率模型计算方法。该方法对完善航道整治建筑物可靠度研究有一定的借鉴意义,还可为航道管理部门提供参考。     

海水循环泵自流特性仿真研究

利用船舶前进时海水进水口“自流”特性,在船舶达到一定航速时关闭循环泵汽轮机,可以达到节能的目的.结合循环泵汽轮机的热力计算、配汽计算、循环泵水力特性计算的结果,建立基于AMESim软件的海水循环泵及其控制系统仿真模型,考虑船体及主机的惯性,通过稳态工况仿真与试验数据对比验证了模型的有效性,其相对误差小于3.4％.利用所...