国家高技术研究发展计划(2013AA09A213)
- 作品数：12 被引量：43H指数：4
- 相关作者：陈国明李秀美张慎颜李伟阮彩添更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学青岛武船重工有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程机械工程理学环境科学与工程更多>>
- 2000m超深水水下分离器承压结构强度分析被引量：12
- 2015年
- 以2 000 m超深水卧式重力分离器承压结构为研究对象,依据分离器危险工况建立了参数化精细模型,探讨了分离器强度校核方法。在静力分析确定分离器局部危险位置的基础上,在危险位置对总体应力进行分析并参照压力容器相关标准的相应限制对各当量应力进行校核,计算了分离器的结构强度;分析了手孔壁厚、接管壁厚及支座形式等结构因素对分离器整体强度的影响。分析结果表明,增大手孔及接管厚度将会减小手孔及接管处应力,但对分离器其余部分应力基本无影响;当支座采用倾斜支撑形式时会产生巨大应力导致支座破坏,但塑性流动基本不会影响筒体应力场,支座形式对筒体强度基本无影响,设计分离器支座时应优先选用竖直支撑形式。
- 葛玖浩李伟陈国明阮彩添张慎颜李秀美
- 关键词：水下生产系统应力分类压力容器强度分析
- 基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法被引量：1
- 2017年
- 基于结构极限承载能力分析法,以3 000 m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVIII-I基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。
- 葛玖浩李伟陈国明李秀美张慎颜阮彩添袁新安
- 小长径比组合立管内液塞长度演化规律
- 2015年
- 以气液柱状旋流分离器(GLCC)入口管之前的小长径比组合立管为对象,建立一套气液两相流试验系统,实验研究组合立管内不同位置的液塞长度统计分布规律。结果表明:液塞从水平入口段进入立管段直至排出的过程中存在液塞减速与加速现象,计算液塞长度时必须考虑。水平入口段、立管段及水平出口段的液塞长度分布均符合对数正态分布;随折算气速增大,入口段平均液塞长度先增大后减小,出口段平均液塞长度则呈减小趋势。在低折算液速下,立管段平均液塞长度随折算气速增大而减小;高折算液速时,平均液塞长度随折算气速增大先增大后减小。液塞通过整个组合立管的过程中,平均液塞长度先增大后减小。
- 王立满何利民罗小明
- 关键词：段塞流液塞长度
- 基于EN 13445直接法的深海外压容器稳定性研究和影响因素分析被引量：13
- 2015年
- 深入分析欧盟EN 13445标准直接法稳定性校核原理及应用准则,充分考虑实际工程中的材料非线性和几何非线性因素,建立基于EN 13445压力容器分析设计直接法的深海外压容器稳定性分析模型。根据深海外压容器稳定性校核危险工况,提出结构屈曲分析和稳定性校核方法,并在此基础上深入分析结构参数对深海外压容器稳定性的影响,构建深海外压容器分析设计的稳定分析和校核技术体系。最终开展2000 m深海外压容器高压舱外压试验,试验表明所述深海外压容器稳定性分析校核体系能够准确可靠地分析校核深海外压容器。为深海外压容器的稳定性校核和结构优化提供一种行之有效的方法,填补了深海外压容器稳定性研究方面的空白。
- 葛玖浩李伟陈国明李秀美阮彩添张慎颜
- 关键词：EN影响因素
- 超深水水下分离器承压性能数值分析与试验研究
- 2016年
- 以中国自主设计制造的2 000 m超深水水下分离器为研究对象,基于图算法和一致缺陷模态法分析分离器样机极限承载能力;建立包含嵌入式接管子模型的水下分离器精细数值模型,研究马鞍形焊缝应力分布规律;设计高压舱试验验证水下分离器样机的物理承压能力,并对比分析高压舱试验数据和数值计算结果。研究表明:水下分离器样机失稳模式为塑性失稳,下放工况应该主要评估其结构强度;接管马鞍形焊缝的鞍点和冠点以及N1接管焊缝的角度φ为45°和135°位置为应力特征点;试验样机在高压舱试验过程中整体应力水平处于线弹性变形阶段,能够满足2 000 m水深的承压强度要求,模拟结果和试验结果吻合较好。
- 李秀美陈国明李伟张慎颜葛玖浩刘秀全
- 水下控制模块对接机构设计及对接试验被引量：3
- 2016年
- 基于对水下控制模块对接过程及对接盘主要形式的深入调研,设计了一种新型的水下控制模块对接机构,并对装配精度、对接机构的定位精度进行了分析及计算,确定了零件实际加工的偏差要求。对基于该对接机构设计的水下控制模块样机进行了陆上对接及ROV操作下的锁紧试验,其结果验证了所设计的水下控制模块对接机构的合理性,为今后水下控制模块及类似产品的对接技术研发提供了参考。
- 刘培林曹学伟苏锋吴小双周凯王立权
- 关键词：样机试验
- 柱状气液分离器入口组合立管内液塞特性研究被引量：5
- 2015年
- 目前,对于柱状气液分离器(GLCC)组合立管内液塞的运动规律研究较少。为进一步完善GLCC入口流型控制策略,以GLCC入口管与来流管线之间的组合立管为对象,建立了一套气液两相流试验系统,试验研究了该组合立管内液塞速度、长度及动能比的变化规律。研究结果表明:(1)液塞通过组合立管时由减速运动转变为加速运动,组合立管同一位置处液塞长度的概率统计符合对数正态分布;(2)平均液塞长度沿组合立管先增大后减小,并且变化幅度随折算气速增大而减小;(3)液塞动能比沿组合立管先减小后增大,出口段液塞动能比随折算气速增大而减小。
- 王立满何利民张虎罗小明刘军梅
- 水下分离器承压壳体用材料被引量：1
- 2014年
- 综述了选择水下分离器承压壳体材料的要求,分析了影响承压壳体材料选择的海水腐蚀、海水深度、设备尺寸以及安全系数等因素,介绍了国外水下分离器的承压壳体材料。根据分析,认为为实现水下分离器承压壳体材料的国产化,在满足国内外相关标准要求的前提下,应首先考虑国产材料作为水下分离器承压结构的主体材料。
- 余良俭史雷城张尚文何义明苏厚德
- 超深水水下分离器嵌入式接管马鞍形焊缝应力集中系数分布规律研究
- 2017年
- 针对超深水水下分离器接管焊缝应力集中问题,考虑深水高外压载荷工况,引入子模型技术,提出了嵌入式接管焊接结构分析方法,基于路径映射技术研究了水下分离器样机马鞍形焊缝焊趾处的应力集中系数分布规律,并分析了切割孔半径、焊趾倾角和焊趾过渡圆弧半径等3个几何参数对马鞍形焊缝焊趾应力集中系数分布的影响,结果表明:水下分离器样机不同接管焊趾应力集中系数分布不同,接管位置对焊趾应力集中系数分布没有影响;切割孔半径决定焊趾应力集中系数分布形式,减小焊趾倾角,增加焊趾过渡圆弧半径能够改善焊趾处的应力集中,但焊趾过渡圆弧半径作用有限。以所研究的水下分离器样机为对象,设计了高压舱实验,制定了测点贴片方案,捕捉到了接管焊趾处应力集中系数分布特征点,而且数值分析结果与实验结果吻合较好,表明本文构建的数值模型具有较高精度,可为嵌入式接管结构设计提供参考。
- 李秀美陈国明李伟张慎颜葛玖浩
- 关键词：应力集中系数
- 2000m超深水水下分离器泄漏油气扩散特性研究被引量：7
- 2016年
- 深水水下分离器服役过程中由于腐蚀、地质灾害和环境高压作用,存在失效泄漏风险。针对2 000 m超深水水下分离器可能存在的失效泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立分离器失效泄漏后果数值仿真分析模型,对分离器泄漏场景进行模拟与分析,研究2 000 m水深条件下分离器泄漏油气扩散规律,并考虑不同泄漏位置对油气扩散行为的影响。结果表明:水下分离器泄漏包括压力扩散和自由扩散两个阶段,压力扩散阶段历时极短,自由扩散阶段耗时较长;泄漏口位置对泄漏结果有较为明显的影响,分离器上部泄漏,油气全部溢出,分离器中下部泄漏,大部分油气保留于分离器内部,最终形成分明的油气水界面;分离器内部压力随时间迅速上升,t=0.25 s左右接近于20MPa,后期在20 MPa左右呈极微小波动,泄漏速率随分离器内部压力增大迅速减小,达到最低点之后,呈微小波动状变化。
- 李新宏李秀美陈国明朱红卫
- 关键词：深水数值仿真
