立管
- 钻井立管下放安装过程中涡激振动响应实验研究*
66100)海洋立管是连接海洋平台和海底设备的纽带,是深水油气资源开发的核心构件。深海钻井立管力学性能特殊,是薄弱易损构件之一。在安装过程中立管底部处于悬空状态,水下长度随着立管下放逐渐变长,且下端没有任何约束限制。此时,相比于已经安装完成的立管,悬挂式立管更脆弱、不稳定,下放过程中产生的涡激振动也会加速立管的疲劳破坏,这导致其在复杂海洋环境下的安装窗口时间大大缩短,因此必须保证立管在安装时的整体稳定性。如何在复杂海况下安全、快速地安装钻井立管已经成为海洋
中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年10期2023-09-26
- 串列非粘结柔性立管碰撞影响规律分析
开发应用中，柔性立管是水下系泊系统不可缺少的组成部分，它联接在海底井口和海上浮台上，起着传输油气的作用。在海洋工程已有的立管构型之中，柔性立管因其出色的流体动力学性能而广泛用于深水油气开发。其运动主要受到浮式平台和海流等的影响，在极端海况下，深海系泊系统中相邻的柔性立管因平台运动、涡激振动等因素影响发生碰撞。如果碰撞过程中接触力或碰撞的能量比较大，那么会在立管碰撞区域造成疲劳损伤，长期的疲劳损伤累积将对其运输能力和浮动平台的正常运行产生较大的影响。因此开展
船舶力学 2022年11期2022-12-01
- 导管架内部立管及结构件拆除方法探究
限公司）0 前言立管是海底管道系统的一部分，也是海上油气平台输送原油、天然气等介质的重要通道，某些海上油气生产平台，为了保证立管的生产安全，避免遭受船舶碰撞等外力的破坏，将立管安装在导管架的内部，但是这样的设计方案也给后续的立管及结构件的拆除工作带来了困难[1]。安装在导管架内部的立管及结构件拆除的常规施工方法需要借助上部平台结构做导向，进行分段拆除，这种施工方法受到上部平台的作业空间的影响，通常流程较长、效率较低。本文通过对导管架内部立管及结构件拆除方法
化工装备技术 2022年3期2022-08-10
- 一种海洋平台后安装立管的防船舶碰撞措施
1）引言海洋平台立管是现代海洋工程结构系统中的重要组成部分之一，同时也是薄弱易损的构件之一。海洋立管内部一般有高压的油气通过，外部承受波浪、海流荷载的作用。由于立管所处的海洋环境的复杂性，其影响因素也较多。船舶碰撞是导致海洋石油平台损坏的突出风险因素，例如，2005-06-27，印度国家石油公司BHN平台因供应船意外碰撞立管而引发平台爆炸后损毁。本文针对东海某平台后安装立管，采取了分区域布置安装的方式，避免了由于风、浪、流等海况影响，船舶操控失误等因素造成
石油和化工设备 2022年3期2022-07-13
- 一种通过增加弯曲段惯性体改善钢悬链线立管运动性能的方法
关键技术就是深水立管技术。深水立管从设计、建造到安装会面临诸多挑战,比如浮式平台和立管触底段的耦合运动如何有效解耦、立管触底段的应力和疲劳等。从20世纪40年代第一根立管问世以来,产生了各种类型的立管概念设计。按立管几何形状分,有一端悬挂立管,如钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR)、懒波型立管(steel lazy wave riser,SLWR)、陡波型立管(steel steep wave riser,SSWR);两端自由悬
海洋工程装备与技术 2022年1期2022-06-28
- 尾流干涉下立管涡激振动试验研究*
合现象，海水流经立管时会在尾流区内产生交替的漩涡，当漩涡脱落频率接近立管自振频率时会发生“锁定”现象，从而导致结构发生涡激振动现象[1-2]，进而缩短立管寿命[3]。目前，国内外学者针对涡激振动问题进行了广泛研究。在数值求解方面，CUI Z.D.等[4]采用有限元法对并联排列的弹性耦合圆柱体涡激振动开展研究，发现两个圆柱的主频率在“锁定”状态内、外始终保持一致。M.RAHMANIAN等[5]对两个不同直径并联排列圆柱体的涡激振动进行研究，两圆柱仅考虑横流向
石油机械 2022年5期2022-05-10
- 导管架平台立管后安装方法及穿越安装模拟分析
有平台上安装刚性立管，称之为“后安装”[1-2]。按安装原理，立管后安装分为立管、管卡分开安装及立管、管卡一体式安装两种方法[3]。按照安装位置不同，后安装立管可全部安装外挂在导管架外侧，或立管下部安装外挂于导管架外侧而顶部安装内挂安装在导管架内侧。当采取立管下部安装外挂于导管架外侧而顶部安装内挂在导管架内侧时，立管顶部安装涉及穿越平台导管架作业。国内导管架平台立管后安装技术应用已有10 a以上的历史，传统方法采用浮袋配合潜水作业实现，近10 a受益于技术
机械工程师 2021年5期2021-05-22
- 立管在位状态下立管卡子创新设计
输送的重要途径，立管在海底管道输送系统中起着承上启下的作用，立管的下部连接水平管道，上部与开采生产或处理设施连接，对于位于导管架平台上的立管通常是通过立管卡子[1-4]与导管架结构固定在一起，在保持立管在位和介质输送状态下的稳定性起着至关重要的作用。目前立管卡子已有较为成熟的结构形式，通常情况下根据立管规格对卡子尺寸进行调整即满足设计使用需求。随着油田生产年限的不断增加，很多管道已经达到运营期限，或者在运营期间因腐蚀和其他原因需要更换，以及为保障油田产量需
化工管理 2021年13期2021-05-21
- 均匀流作用下双柔性异管径立管响应特性试验研究
）0 引 言海洋立管系统是连接海底井口与水面平台的唯一通道，约占整个油气开发系统总造价的1/4～1/3。海洋立管结构的安全性至关重要，立管一旦发生破坏，将会造成严重的经济损失和环境灾难。随着海洋油气开发不断向深水推进，用于连接顶部浮体与海底的各种管线结构也变得更加细长。在洋流作用下这种管线结构的两侧将产生交替涡泄，进而在其周围产生周期性的压力脉动；当这种周期性变化的载荷与细长管线结构的某一阶固有频率较为接近时，就会诱发其产生明显振动，这种振动即被称为“涡激
船舶力学 2021年1期2021-01-29
- 海上石油平台双立管的整体设计和安装
要在原有平台增加立管，甚至增加多个立管。多个立管的安装较单根立管要复杂很多，存在安装空间狭小、安装风险高等问题[1-2]。根据南堡35-2油田S-1井区开发项目的改造要求，需在一条桩腿上安装两根立管，本文提出的双立管整体设计和安装技术很好地解决了这些问题，它将两根立管安装在一根护管里，使其形成一个整体，既克服了安装空间狭小问题，又节约了安装成本，对海上大区域平台改造项目中立管的设计和安装具有一定的指导意义。1 背景介绍为了对南堡35-2油田进行区域性的产能
石油工程建设 2020年6期2020-12-25
- 运动监测装置对柔性立管整体性能的影响
00450)柔性立管在目前深水油气田开发中应用最为广泛,对其运动状态进行监测是保障海上油气生产系统安全可靠运行的重要手段。随着海洋油气工程发展,立管监测技术也不断提高,目前用于立管运动监测的装置主要有有线、声呐无线、自容式[1]3种类型。监测时需将仪器安装至立管指定位置,记录该点的运动状态及规律,用于立管的完整性管理和可靠性评估,如Marlim油田P-18半潜式平台和Tahiti油田Spar平台立管的监测[2-4]。考虑到各类监测仪器都具有一定的质量,而且
科学技术与工程 2020年32期2020-12-15
- 深海采矿系统悬链线立管动力响应分析1)
送站及提升矿石的立管(包括悬链线立管、垂直硬管、浮力软管) 组成[1]，如图1(a) 所示，因长径比很大，立管在水动力作用下柔性效应显著。柔性立管在海洋中受到海流、波浪及水面船运动等的影响[2]，其动力响应影响着立管的安全稳定，是人们热切关注的重要问题之一。准确计算柔性立管的动力响应，分析不同因素的影响规律，对深海工程设计具有重要意义。深海采矿系统悬链线立管顶部与水面船相连，水面船在海洋环境下的运动对立管产生的影响是动力分析中需要考虑的关键因素。对此国内外
力学与实践 2020年5期2020-10-28
- 基于缓波布置构型的深水立管动力优化机理研究
023)钢悬链线立管作为一种较好的油气输送解决方案，在深水油气开发中得到了广泛的应用。但是，随着水深不断增大以及环境愈发恶劣，钢悬链线立管遭受顶端浮体往复运动、无规则水动力荷载和循环土壤抵抗力等作用，可能会产生过大的弯曲应力以及立管顶端和触地区的疲劳损伤破坏。因此巴西国家石油公司研发中心[1-2]针对不同立管布置构型开展极限荷载工况、涡激振动和波致疲劳等研究，发现缓波型立管在结构性能和经济方面是较为合适的深水布置构型。如图1所示，可采用在立管下半段等间距捆
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 言柔性立管因具有较小弯曲半径的技术特性已广泛用于从水下生产设施向浮式生产储卸油装置(floating liquefied natural gas system, FPSO)输送原油。为了减小FPSO的剧烈运动给柔性立管及水下生产设施带来的不利影响，目前较多地采用Lazy-wave型立管系统。在该类立管系统中，柔性立管的下部分放置在中水浮筒(middle water arch, MWA)之上，或者在柔性管线的中部位置安装一些浮球，而中水浮筒或者浮球
海洋工程装备与技术 2020年1期2020-04-21
- 海洋热塑性增强管(RTP)涡激振动数值计算1)
言当海流绕过海洋立管时,在立管下游会产生尾流和漩涡,周期发放的漩涡对立管产生垂直于来流向的涡激升力,引起立管的涡激振动(vortex-induced vibration,VIV).立管涡激振动即立管尾流涡脱落的频率与结构频率接近时发生的自激振动,一直以来是立管结构疲劳破坏的一个主要因素[1-4],由于海流速度沿水深变化的非均匀性及流固耦合的复杂性,涡激振动长期以来是海洋工程中颇具挑战性的问题之一,涡激振动的准确预报是一个巨大的难题[5].海洋热塑性增强管(
力学学报 2020年1期2020-02-23
- 基于流固耦合作用的纤维增强复合材料海洋立管涡激振动的三维计算流体动力学模拟
61801)海洋立管是海洋石油工程中油气开采和输送系统的必备结构。目前，大部分海洋立管由金属制成，随着水深的增加，金属立管的自重导致其对顶张力的要求不断提高，因此需要更大的平台或减少所连接立管的数量，限制了海洋工程向更深海域发展。纤维复合材料具有极佳的机械性能和低密度特点，用其代替传统的金属材料将大幅减小海洋立管的自重，并相应减少对现有海洋平台的顶张力需求和运营成本，也有利于更深海域的油气开发和输送[1]。同时，纤维复合材料有更好的耐腐蚀性、保温隔热性和抗
济南大学学报（自然科学版） 2020年1期2020-01-07
- 浅海大口径海洋立管安装及受力分析
最重要的就是海洋立管的安装。海洋立管是空间三维结构，其主要由水平方向的膨胀弯管和竖直方向的底部弯管组成，在安装过程中保证这两个部分顺利连接并进入立管卡的难度较大。随着海洋科技发展速度的加快和能源消耗的急剧增长，海洋油气运输需求不断扩大，海洋立管安装口径也越来越大。大口径海洋立管的安装成为一个亟待解决的问题，因此开展浅海大口径海洋立管安装技术研究具有重要的现实意义。1 大口径海洋立管安装技术1.1 研究现状1954年，第一条海底管道在美国墨西哥湾敷设完成，在
中国海洋平台 2019年6期2020-01-01
- 深海钻井立管系统紧急脱离反冲耦合效应研究
离，必须紧急断开立管底部总成（LMRP, Lower Marine Riser Package）和防喷器（BOP, Blow-Out Preventer）[1-5]。钻井立管一般参考 API RP 16Q 标准进行设计，最低端有效预紧力至少 100 kips，立管正常作业时在预紧力作用下被拉伸[5]。一旦紧急脱离，预紧力储存在立管内部的潜能瞬间释放，立管会加速向上反冲，必须立即启动反冲控制系统以防止立管低端损坏油井口以及顶端撞击月池，避免上下挠性接头角度与
装备环境工程 2018年12期2019-01-04
- 缓波形钢悬链立管时域动力与疲劳分析
1)缓波形钢悬链立管在工程中的应用近年来刚刚起步[1]，为保证立管工作的安全性，进行完整的设计分析尤为重要。此外，由于浮力材的添加，立管构型更加复杂，此前对不同构型的钢悬链立管计算分析发现，不同构型的立管强度与疲劳等性能有较大的不同。这表明具有较复杂构型的缓波形钢悬链立管的强度与疲劳等特性将表现出不确定性，其相比于简单钢悬链立管在性能上的具体变化也需要在设计分析中重点考虑。因此，为保证缓波形钢悬链立管工作的安全性并系统研究其相对于简单钢悬链立管的性能变化，
船海工程 2018年3期2018-06-14
- 边际油气田新型立管系统的焊接与安装
的百米水深级新型立管系统。作为海面与海底连接通道的立管系统是油气田开发工程建设中的重要组成部分，同时也是薄弱易损的构件之一，其在油气开发生产成本中占的比例也越来越大[4-7]。该新型立管系统主要有如下特点：（1）由依托于自升式钻井船桩腿的竖向钢性立管和静态软管膨胀弯构成，可以很好地满足自升式钻井船不定期撤离、平台位移大的设计要求，同时对自升式平台改造影响小，安装成本低。（2）钢性立管通过专用立管管卡与自升式钻井船连接，底部设计成顺应桩靴型式，在解脱钢性立管
电焊机 2018年4期2018-05-03
- 深海立管固有频率影响因素分析
设备（如系泊缆、立管等）为代表的海洋结构物的设计与优化成为海洋工程领域研究热点之一。海洋立管是海面与海底井口间的主要连接构件，是现代海洋工程结构系统的重要组成部分之一。张力腿平台（TLP）是一类较为常用的深海油气钻采平台，通常情况下TLP平台与TTR立管的连接通过张紧器实现，立管的底部则通过万向节固定于油井的井口。当立管本身的固有频率与由立管的顶张力、自重以及波浪共同作用下产生的振动频率相近时，立管会发生耦合共振，使其振动幅值急剧加大。长此以往，立管会发生
舰船科学技术 2018年1期2018-01-31
- 非黏结柔性立管疲劳损伤特性分析
11)非黏结柔性立管疲劳损伤特性分析任 铁1, 2，宋磊建2，沈志平2，周 佳2(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240; 2. 中国船舶与海洋工程设计研究院，上海 200011)对柔性立管的疲劳损伤特性进行分析，探究抗拉层与抗压层的疲劳特性，并分析弯曲加强器的存在与否对柔性立管疲劳损伤的影响。研究表明：柔性立管最内层抗拉层上的疲劳损伤最大，从内到外，抗拉层的疲劳损伤依次减小；抗压层受到的疲劳损伤远小于抗拉层的疲劳损伤；弯曲加强器的
海洋工程 2017年6期2017-12-11
- 张力腿平台丛式立管安装作业窗口分析＊
）张力腿平台丛式立管安装作业窗口分析＊畅元江1张伟国2韩彬彬1陈 斌2（1．中国石油大学（华东）海洋油气装备与安全技术研究中心 山东青岛 266580； 2．中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东深圳 518067）在对立管安装模型进行理论研究的基础上，考虑丛式立管之间的干涉作用，提出导向架－导向绳作用模拟方法，建立了TLP丛式立管－导向架－导向绳耦合分析模型，形成了一种以平台偏移值、表面海流流速组合参数形式确定TLP立管安装作业窗口的分析方法及流程，并
中国海上油气 2017年5期2017-11-06
- 金属材料与复合材料海洋立管的三维CFD涡激振动模拟
料与复合材料海洋立管的三维CFD涡激振动模拟王春光1，马银行1，孙明钰2，张 璐1，王有镗1(1.山东理工大学 建筑工程学院，山东 淄博 255049；2.长安大学 公路学院，陕西 西安 710064)研究了流固耦合作用下，传统金属海洋立管与复合材料海洋立管的涡激振动特性，并对比了雷诺数Re=7 500时，两种海洋立管的动力响应. 利用ANSYS-Transient模块，采用等效模量法构建两种海洋立管模型；利用Fluent模块建立流体场模型，并通过syst
山东理工大学学报（自然科学版） 2017年5期2017-07-05
- 台风条件下TLP串行立管系统碰撞分析
条件下TLP串行立管系统碰撞分析畅元江1，宋 强1，3，张 浩1，3，张伟国2（1.中国石油大学 海洋油气装备与安全技术研究中心，山东青岛266580；2.中海油深圳分公司，广东深圳518067；3.中国船舶科学研究中心 深海载人装备国家重点实验室，江苏无锡 214082）TLP立管系统以丛式方阵排列，台风条件下立管在波浪、海流及平台的联合作用下可能发生碰撞，有必要深入研究TLP串行立管系统的碰撞情况。文章基于DNV-RP-F203规范和Huse半经验尾流
船舶力学 2017年5期2017-06-05
- 附加重量缓波立管数值分析
淑刚附加重量缓波立管数值分析柳振海1,3，黄维平1，李磊1，曹淑刚2对浅水海域使用的新型附加重量缓波立管进行数值计算，分析管内流体密度对柔性立管的动力特性影响，进行附加装置对立管平面外运动影响的分析，同时引入一种模型简化的计算方法，结果表明，内流密度对立管位形、最大曲率和最大有效张力的影响较大，附加装置的应用减小了立管碰撞的概率，同时发现该模型简化方法不仅计算准确，而且易收敛、计算时间短。附加重量缓波立管；动力特性；附加装置；模型简化；碰撞立管系统是海洋石
船海工程 2017年1期2017-03-04
- 串列双立管涡激振动抑制研究
2003）串列双立管涡激振动抑制研究李红艳，朱仁庆（江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003）实际工程中深海立管常以管群的方式出现，当立管彼此相互靠近时，会发生流场干涉效应。为研究立管间相互干涉作用及螺旋侧板抑制双立管涡激振动的效果，本文基于 Ansys Workbench 平台，采用双向流固耦合技术对 Re=7 800 均匀来流下长径比为482 的串列双立管进行三维数值模拟。结果表明，立管轴间距为5D 时立管间有完整的涡旋脱落，下游立管
舰船科学技术 2016年9期2016-11-04
- 转塔式系泊FPSO中的缓波型立管水动力分析
PSO中的缓波型立管水动力分析徐显明1，朱克强1，姬芬芬1，刘科伟1，白勇2(1.宁波大学海运学院，浙江宁波315211； 2.浙江大学建筑工程学院，杭州311100)基于凝集质量法，通过改变浮块的数量和分布位置对传统缓波型立管的结构形状进行改进。结合墨西哥湾200 m水深转塔式系泊浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)工程实例，对改进型缓波型立管和传统型缓波型立管在极限工况
中国航海 2016年4期2016-10-12
- 基于ABAQUS的海洋立管强度分析
BAQUS的海洋立管强度分析王友义 （东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）立管强度校核一般要求进行组合应力校核与椭圆度校核，由于立管受力的复杂性，目前尚没有计算立管应力、变形的通用公式，基于有限元分析软件abaqus/aqua模块，编制环境载荷的INP文件，分析了环境载荷对立管应力变形的影响，为工程实际中海洋立管强度校核提供了理论基础。海洋立管；有限元；ABAQUS管道的应力可以分解为三个互相正交的应力——径向应力、轴向应力、环向应力［1］
化工设计通讯 2016年5期2016-09-03
- 张力腿平台立管张紧力优化*
67)张力腿平台立管张紧力优化*李家仪1张伟国2刘秀全1畅元江1宋 强1(1. 中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心 山东青岛 266580； 2. 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518067)研究了张力腿平台槽口间距对尾流效应影响范围的影响，提出了优化方案及具体优化方法，建立了张紧力优化流程，对比优化前后立管间距变化，证明优化方案可行性。研究表明，在张紧力优化算法适用范围内，立管轴线方向变形相等优化方案计算立管变形增量较为简
中国海上油气 2016年2期2016-06-09
- 张力腿平台丛式立管钻完井作业窗口分析方法*
)张力腿平台丛式立管钻完井作业窗口分析方法*刘红兵1韩彬彬1刘秀全1畅元江1刘 康1宋 强1张伟国2(1. 中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心 山东青岛 266580; 2. 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东深圳 518067)刘红兵,韩彬彬,刘秀全，等.张力腿平台丛式立管钻完井作业窗口分析方法[J].中国海上油气，2016,28(6)：115-120.Liu Hongbing,Han Binbin,Liu Xiuquan,et a
中国海上油气 2016年6期2016-05-15
- 立管尾流模型研究及其在顶张紧立管干涉分析中的应用
300452)立管尾流模型研究及其在顶张紧立管干涉分析中的应用杨 伟，孙国民，杨 琥，冯现洪，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设计流程中的重要组成环节。介绍了顶张紧立管(TTR)干涉分析中的不同尾流理论，通过FLEXCOM软件建立TTR干涉分析模型，对比了不同尾流模型下的干涉分析结果，通过对比得知Blevins尾流模型相对Huse尾流模型计算的立管净距要小。在实际工程中建议根据环境情况选取尾流模型，同时结合干涉分析
海洋工程装备与技术 2016年1期2016-01-10
- 波流作用下的张力腿平台顶张紧式立管干涉分析
力腿平台顶张紧式立管干涉分析石 云1，周晓东1，曹 静1，刘小燕2(1. 中海油研究总院，北京 100028；2. 北京高泰深海技术有限公司，北京 100011)顶张紧式立管(TTR)是张力腿平台(TLP)的关键部分之一。TTR之间干涉的风险随着水深的增加而增加，因而立管之间的干涉评估也就变得越来越重要。如果因干涉引起的碰撞力或参与碰撞的能量足够大，则有可能会在立管的某区域产生损伤，降低立管的使用寿命，甚至危及平台的安全。针对某油田开发方案设计工作，对井槽
海洋工程装备与技术 2015年2期2015-12-09
- The Power of Integration
加工→干管安装→立管安装→检查管件→与立管上下口对齐→旋紧→再次检查→支管安装→灌水试验。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
- 尾流干涉下考虑流固耦合作用的海洋立管涡激振动的数值模拟
固耦合作用的海洋立管涡激振动的数值模拟娄敏，轩红超(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东 青岛 266580)利用Fluent软件，运用动网格技术及用户自定义接口编程，通过求解N-S方程、RNG湍流模型以及结构动力学模型实现流固耦合，对串联间距为4D的等径立管进行数值模拟，分析在尾流干涉下立管的涡激振动。基于数值模拟结果分析:串联间距为4D时上下游立管都有漩涡脱落;下游立管在尾流干涉下，考虑流固耦合时相比固定立管时所受升力增大，立管振动有“失谐”，涡激振
船海工程 2015年2期2015-05-25
- 基于CFX的配置浮筒海洋立管涡激振动研究
X的配置浮筒海洋立管涡激振动研究钟诗民1，黄维平1，段金龙2(1.中国海洋大学工程学院，山东 青岛 266100; 2.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240)运用CFX软件对4种不同浮筒覆盖率下的深水立管涡激振动进行模拟，验证大涡模拟在配置浮筒立管研究中的可行性。结果表明，浮筒覆盖率越大，立管均方根响应幅值越大;在不同的浮筒覆盖率的情况下，海洋立管的主要振动响应频率与浮筒所支配的涡泻频率和立管所支配的涡泻频率有关，浮筒覆盖率较小进行高频运
船海工程 2015年2期2015-05-25
- 基于全相似的串联双立管大雷诺数涡激振动研究
于全相似的串联双立管大雷诺数涡激振动研究梁 鹏1，黄维平1，魏东泽2( 1.中国海洋大学 山东省海洋工程重点实验室，山东 青岛 266100；2.浙江海洋学院,浙江 舟山 316000)为了解串联双立管的涡激振动情况，基于完全动力相似，采用ANSYS/CFX针对大雷诺数串联双立管的涡激升力和脉动拖曳力以及圆柱绕流和流固耦合，基于物理模型分析串联双立管在不同雷诺数、不同间距下双立管的受力情况，结果表明，当两立管间距较大，采取圆柱绕流的方法代替流固耦合来模拟立
船海工程 2015年1期2015-05-03
- 非粘接动态柔性立管干涉研究
)非粘接动态柔性立管干涉研究周巍伟，沙 勇，曹 静(中海油研究总院， 北京 100027)非粘接动态柔性立管是深水海洋石油开发的重要设备，具备安装简便、可靠性高、抗疲劳性能强等诸多优点。非粘接动态柔性立管由多层非粘结结构形式缠绕而成，其截面刚度较低，在波浪和海流作用下运动幅值较大，因此柔性立管的构型和布置需要特殊研究，以免在极端情况下发生立管之间、立管与锚链之间的碰撞干涉。针对应用于中国南海海域的柔性立管，基于有限元法，采用Huse尾涡模型开展了干涉研究，
海洋工程装备与技术 2014年1期2014-12-19
- 柔性立管涡激振动抑制装置试验研究
200240)据立管弯曲刚度及内部张力比值大小可分为刚性立管、柔性立管。以往研究大多基于刚性立管，但随立管工作水深的增加，对柔性立管的研究愈加重视。立管在一定来流下在两侧会形成交替漩涡，漩涡脱落客引起立管周期性横向、流向振动。当漩涡泄放频率接近立管固有频率时便会锁定，使立管产生大幅度危险涡激振动且易致其疲劳损伤。立管的涡激振动响应研究主要分三种，即试验研究、半经验模型研究及数值研究。立管数值研究虽有优点但亦存在不足之处。数值研究结果与试验结果存在较大差异，
振动与冲击 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 杨1, 孙国民1, 赵天奉2(1.海洋石油工程股份有限公司设计公司, 天津 300451; 2.中国石油大学, 北京 102249)随着立管长度的增加，海洋立管间的干涉风险也在增大，在深水油气田开发的早期就应关注立管干涉问题。立管干涉包含了复杂的物理现象，其中水动力相互作用对于众多立管系统的干涉分析来说不可忽略。该文主要根据DNV-RP-F203规范介绍了基于水动力相互作用的深水立管干涉分析方法，给出了深水立管干涉分析的
中国海洋平台 2014年4期2014-08-11
- 新型深水立管悬挂装置减振及疲劳抑制效果分析
249）新型深水立管悬挂装置减振及疲劳抑制效果分析郭 磊a，b，段梦兰a，b，张新虎a，b，张 玉a，b，汤 珂a，b，杨 磊a，b（中国石油大学（北京）a．机械与储运工程学院；b．海洋油气研究中心，北京 102249）研究了工作水深1 000 m的钢悬链线立管动力特性及其悬挂端的疲劳寿命特征，并提出一种减缓立管振动和提高立管悬挂端疲劳寿命的方法。设计了一种新型的立管悬挂装置，该悬挂装置采用与陀螺仪类似的多环万向节结构。计算后对比发现：设计的立管悬挂装置不
石油矿场机械 2014年1期2014-06-05
- 串列圆柱体尾流、尾涡耦合振动试验研究
验装置能抑制上游立管涡旋产生，研究不同工况时上游立管对下游立管影响。分别对上游立管部产生涡激振动与产生涡激振动两种试验模型进行不同流速、不同间距条件的流致振动试验，通过观察涡旋脱落、测量模型振动分析上游立管有无抑涡设备及上游立管对下游立管横向振动影响。研究表明，上游立管对下游立管振动产生影响，不同于孤立单管。上游无抑涡设备时下游立管的横向振动随立管间距先增大后减小；有抑涡设备时上游立管横向振动在某倍管径后稳定在某定值基本不变。上游立管；下游立管；间距；流速
振动与冲击 2014年22期2014-05-25
- 深海悬链线立管分段安全评估方法与应用
0）①深海悬链线立管长达千米，由于立管在深海中受到复杂的载荷、腐蚀、第三方破坏等作用，立管不同部位的安全状态不同。立管的破坏是一个“水桶原理”，不论立管哪个管段发生破坏，都会造成严重的事故。深海立管不同于其他设备的安全评价，立管的每个管段不是具有相同的潜在危险和破坏因素。近年来对立管的安全评估主要是将立管作为整体考虑，然而专家在评估立管失效故障树的基本事件发生的可能性时，通常取该基本事件在整个立管中导致立管破坏失效可能性的中间值，这样能快速得到立管失效的大
石油矿场机械 2013年10期2013-09-07
- 塔式立管涡激疲劳损伤敏感参数研究
50001)塔式立管是一种以刚性立管作为主体部分，通过顶部浮力筒的张力作用，垂直站立在海底，以跨接软管作为外输装置与海上浮体相连接的立管结构形式[1-2]。在水深超过1 000 m的深水和1 500 m的超深水油田开发项目中，塔式立管作为一种有效的立管系统，在墨西哥湾、西非海域以及巴西海域的油田项目中得到了应用。本文主要研究塔式立管的刚性主体管的涡激疲劳损伤。对于立管的涡激疲劳损伤，国内外有很多学者进行了专门的研究[3-8]。但未见国内对塔式立管涡激疲劳分
船海工程 2013年5期2013-01-11
- 深水钢悬链线立管顺流向非线性动力分析
来发展起来的新型立管系统—钢悬链线立管（Steel Catenary Riser）—在技术上和经济上比传统的柔性立管和顶张力立管系统有了长足的进步，成为深海油气资源开发的首选立管形式。1994年安装了世界上第一条钢悬链线立管，引起了工程界和学术界的极大关注[1-5]。钢悬链线立管作为输送油气资源的管道连接于海底和上部浮体之间，在波浪和流的作用下，不仅上部浮体产生的复杂动力响应会作用于深水海洋立管[6]，立管本身也承受着强度相当大的波浪和流的作用力。准确地预
船舶力学 2012年1期2012-06-07
- 钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤参数分析
引 言当海流流过立管时，由于结构的存在，便会产生流动分离现象，从而发生周期性的旋涡脱落和尾流。周期性的旋涡脱落会在立管上产生周期性的力，从而使立管发生振动，通常称之为涡激振动。立管的振动又会对流场产生影响，使旋涡增强，阻力增加。这种涡激振动是小尺度部件流固耦合现象的体现。当旋涡脱落频率与立管固有频率接近时，将引起立管的强烈振动，旋涡的脱落将被立管的振动所控制，从而使旋涡的脱离和立管的振动具有相同的频率，发生“锁定”（lock-in）现象。Lock-in现象
船舶力学 2012年8期2012-03-16
- 集束塔式立管总体疲劳分析方法研究
尚无针对集束塔式立管设计和校核的规范，通过研究国外已有塔式立管工程案例资料，参考API RP 2RD中对其它类型立管的要求，给出集束塔式立管总体疲劳分析方法及流程，总体疲劳分析包括运动疲劳、VIV疲劳分析和10%的安装过程产生的疲劳。1 理论方法及分析流程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劳分析的基础，集束立管的建模技术包括等效建模技术和多管建模技术。等效建模技术有较高的计算精度和较好的计算效率，文中主要探讨基于等效建模技术下的集束塔式
船海工程 2012年1期2012-01-23
- 考虑温度应力下深海输油立管动力特性及响应研究
度应力下深海输油立管动力特性及响应研究娄 敏，孙欣杰，余承龙(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛 266555)考虑深海输油立管管内外温差产生的温度应力以及管内流体流动和管外海洋环境荷载的共同作用，建立了深海输油立管振动微分方程，采用有限元法对输油立管动力特性及动力响应进行求解，并将考虑温度应力及不考虑温度应力的立管动力特性及在波浪作用下的立管动力响应进行了对比。结果表明，对于动力特性，温度应力的存在会使得立管自振频率降低;对于动力响应，会使得波浪
海洋工程 2012年2期2012-01-08
- 深海柔性立管涡激振动经验模型建立及应用
024)深海柔性立管涡激振动经验模型建立及应用唐国强, 滕 斌, 吕 林, 勾 莹, 张建侨, 宋吉宁(大连理工大学,大连116024)本文在借鉴以往研究成果的基础上,建立了能够预报深海柔性立管涡激振动的经验模型并独立开发了相应的计算程序。经与SHEAR7计算结果验证表明,经验模型准确可靠,可用于深海柔性立管涡激振动响应的分析、预测。并利用数学模型和计算程序,研究了立管结构顶部张力、水流速度、立管内外径以及管壁厚度等因素对深海柔性立管涡激振动动力响应特征的
中国海洋平台 2010年3期2010-11-03
- 深水钢悬链线立管三维动力分析
学)深水钢悬链线立管三维动力分析何 宁1王 波1王 辉1梁 辉1张 昭2(1.海洋石油工程股份有限公司; 2.大连理工大学)基于钢悬链线立管系统动力学方程,建立了深水钢悬链线立管三维有限元分析模型,对深水钢悬链线立管系统在波浪、海流和浮体运动等载荷单独作用和共同作用下的响应特征进行了分析。在多项载荷作用下,钢悬链线立管表现出明显的平面外响应,并且响应具有非线性特征,立管上部悬挂点和底部着地点附近Mises应力较高,是立管的危险段。深水 钢悬链线立管 三维模
中国海上油气 2010年2期2010-09-08
- 钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤分析
0027钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤分析高 云1，2宗 智1，2周 力2曹 静31大连理工大学工业装备与结构国家重点实验室，辽宁大连 1160242大连理工大学运载工程与力学学部，辽宁大连 1160243中国海洋石油总公司研究中心，北京 100027针对钢悬链式立管的特点，采用了简化后的振动模型，在ANSYS的CAE模块中根据悬链线方程建立了立管的有限元模型，并对立管进行了模态分析。通过对前若干阶模态进行后处理，得到包括归一化振型、斜率以及曲率的模态输入文
中国舰船研究 2010年5期2010-03-06