检索结果-南通市图书馆

作者：王怀中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

工业管道在石油、化工、核电等行业都发挥着举足轻重的作用,复杂、恶劣的工作环境和载荷情况造成的各种缺陷是工业管道断裂事故频发的主要根源,定期对含缺陷工业管道进行断裂力学评定成为有效避免灾难事故发生的重要途径。弹塑性断裂力... 详细信息

工业管道在石油、化工、核电等行业都发挥着举足轻重的作用,复杂、恶劣的工作环境和载荷情况造成的各种缺陷是工业管道断裂事故频发的主要根源,定期对含缺陷工业管道进行断裂力学评定成为有效避免灾难事故发生的重要途径。弹塑性断裂力学的发展为含缺陷工业管道断裂力学评定提供了可能,而在评定过程中如何处理各种载荷的相互影响正越来越受到研究人员的关注,但是目前该问题并未得到妥善解决。此外,断裂力学评定对于评定人员近乎苛刻的高要求阻碍了其在实际工业中的推广运用,而且断裂力学评定方法对于重要工业设备的适用性也有待更多的验证性研究。本文将主要针对以上的这些问题,基于有限元数值模拟和理论计算相结合的方法,开展含缺陷工业管道的断裂力学评定研究,鉴于不锈钢钎焊管道在航空发动机、核工业中的重要作用,对其进行相关的断裂力学研究。主要研究内容与结论如下:(1)提出了一种基于TES和局部塑性垮塌相结合以确定含缺陷结构塑性极限载荷的有限元方法;采用轴对称模型和三维模型研究了含整周环向内表面裂纹和轴向内表面半椭圆裂纹管道的塑性极限内压,借助现有公式解验证了本文方法的正确性,对比分析表明本文的结果更为科学可靠。(2)基于ABAQUS软件,建立三维有限元模型和轴对称模型,精确计算了各种不同载荷条件下的J积分,得到了新的弹塑性相互影响因子g()关于载荷比Lr的关系式;计算结果表明,在不同的二次应力水平下,轴对称模型计算得到的g()和三维模型计算得到的g()在不同载荷比条件下上限值基本相等,但是三维模型在β值较大而载荷比Lr较小时得到的g()较小。分析了不同的材料应变硬化指数对g()的影响,所有曲线在Lr≈1.0时交于同一个点,这和R6失效评定曲线具有相同的特征,在这个一次应力水平下,各种应变强化指数下的g()相等;当Lr较大时,g()呈现快速下降的趋势;当Lr>1.0时,n越大,g()越小;反之,当Lr≤1.0时,n越大,g()越大。(3)借助有限元方法,模拟得到了不同钎缝厚度的管道在升温再降温和直接降温两种过程中产生的钎焊残余应力分布,讨论分析了钎缝厚度对钎焊残余应力的影响以及不同方向上的残余应力分布规律;推导了沿壁厚任意应力分布下的含环向穿透裂纹管道的应力强度因子计算公式;采用API 579方法和权函数法计算了仅钎焊残余应力存在时的应力强度因子;采用R6通用失效评定图Option 1、Option2和本文的g()因子法计算了钎焊残余应力+内压作用同时存在时的应力强度因子,结果表明R6方法在处理一次二次应力弹塑性相互影响时,忽略了高一次应力水平时残余应力释放对结构安全性的影响,相对本文方法更为保守。(4)编制了“含缺陷工业管道断裂力学评定软件”,借助有资质评价机构的评价报告,验证了该软件的可靠性,以期为含缺陷工业管道断裂力学评定方法的工程实际推广发挥作用。本文的主要创新点有:(1)提出了一种基于TES和局部塑性垮塌相结合的确定结构塑性极限载荷的有限元方法;(2)建立了表征承压设备一次应力二次应力相互影响的g()因子表达式;(3)推导了环向穿透裂纹管道应力强度因子权函数解;(4)编写了方便实用的“含缺陷工业管道断裂力学评定软件”。

关键词：塑性极限内压 g()因子裂纹驱动力钎焊残余应力裂纹

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滩海泥沙起动装置的动力分析

滩海泥沙起动装置的动力分析

作者：王西录中国石油大学

学位级别：硕士

飞雁滩地区海岸已发生了严重的侵蚀,并已威胁到了正常的生产和生活。因此,本区海岸侵蚀的研究与防护工作已迫在眉睫。本课题主要通过物模实验和工程实验对泥沙起动装置的积沙效果进行了检验,并测量了海况参数。本文基于波浪、海流和锚... 详细信息

飞雁滩地区海岸已发生了严重的侵蚀,并已威胁到了正常的生产和生活。因此,本区海岸侵蚀的研究与防护工作已迫在眉睫。本课题主要通过物模实验和工程实验对泥沙起动装置的积沙效果进行了检验,并测量了海况参数。本文基于波浪、海流和锚泊系统的动力分析理论和有限元理论,以有限元分析软件ANSYS为平台,采用ANSYS有限元动力分析的原理、方法及过程,从滩海泥沙起动装置的结构特点及其在海上作业时受到海洋动力载荷作用的特点出发,分析了泥沙起动装置的结构动力分析体系和动力方程,并且研究泥沙起动装置在波流载荷作用及其锚链约束下的动力响应特性。通过计算,得出泥沙起动装置的应力和变形,同时设计了两套泥沙起动装置方案。

关键词：滩海泥沙起动装置动力分析

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双井架结构分析计算

双井架结构分析计算

作者：刘广斗中国石油大学

学位级别：硕士

深水油气开发已成为海上油气开发的趋势。由于深水钻井作业的特性,在二十世纪末,海上钻井工程人员提出双井架钻井技术。其主要的概念是在平台井架上配备两套钻井系统。通过这两套钻井系统的并行作业,减少钻井关键路线,提高钻井效率。井... 详细信息

深水油气开发已成为海上油气开发的趋势。由于深水钻井作业的特性,在二十世纪末,海上钻井工程人员提出双井架钻井技术。其主要的概念是在平台井架上配备两套钻井系统。通过这两套钻井系统的并行作业,减少钻井关键路线,提高钻井效率。井架是钻机起升设备的重要组成部分,在钻井作业中起安放设备,提供作业支撑等作用。因此,对井架结构的研究是很有必要的。通过对深水钻机双井架调研,分析深水双井架钻井作业过程、应用和特点。列出双井架平台和钻井船和使用双井架主要的结构形式,选择合适的井架拓扑结构。对双井架使用状况分析,完成井架参数的初步设定。针对双井架结构特点,对井架的荷载进行确定计算和分配,主要包括恒载、工作荷载、自然荷载和动态荷载。根据标准确定井架荷载的组合方式。介绍结构设计理论和ANSYS优化设计模块,建立双井架的有限元模型。使用与传统设计不同的方法,根据优化理论设定设计变量、状态变量和目标函数,在ANSYS中对不同作业工况下的双井架进行优化计算,并得到各个可行性设计域。通过比较最终确定优化结果。对确定参数后的井架结构进行力学行为研究。使用有限元软件对井架进行静力分析,得到井架结构的应力分布和主要的承载位置。通过模态分析确定井架的固有频率和振型。对该井架进行谐响应分析,分析在正常工作荷载作用下的稳态响应。得出结构的响应随频率变化的规律。对井架进行稳定性分析,确定井架的临界荷载。

关键词：深水双井架优化设计井架荷载结构分析

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桩74站污水处理计算机监控系统设计与开发

桩74站污水处理计算机监控系统设计与开发

作者：吴兴波中国石油大学

学位级别：硕士

当前,环境污染主要有工业和生活污水污染、大气污染、固体废弃物污染等,其中水污染的后果最为严重,它对饮水资源的污染后果是不可挽回的,因此,国家环境治理的重点之一是污水的处理、监测及控制。石油从地下被抽取上来后要到联合站进行... 详细信息

当前,环境污染主要有工业和生活污水污染、大气污染、固体废弃物污染等,其中水污染的后果最为严重,它对饮水资源的污染后果是不可挽回的,因此,国家环境治理的重点之一是污水的处理、监测及控制。石油从地下被抽取上来后要到联合站进行脱水,脱腊等一系列处理经计量后才能送往炼油厂,因此联合站每天都有许多污水需要处理,以便达标排放,避免对周围农田造成污染。目前企业在市场经济规律的环境下,高效率,高质量地处理污水,减少因非达标排放的罚款对企业的经济效益致关重要。因此我们利用计算机控制技术结合现场工艺研制开发了一套污水处理自动监控系统。本污水处理监控系统是以污水处理的监测和控制为主,同时实现数据的远传。本系统运用计算机网络技术,在队部监测中心的计算机终端上远程监测桩西74站的污水处理情况,进而实现高效及时的污水处理监管。该自控系统主要包括:污水软化罐液位的检测及控制子系统、污水软化罐出口PH值检测及加碱泵的变频控制子系统、提升泵进口PH值检测及加酸泵的变频控制子系统、三级过滤器的进、出口压力检测子系统、污水池液位检测子系统、污水处理量检测子系统、数据远传子系统。桩74站的污水处理自动控制系统就是把这些子系统结合在一起以集散式结构来监视、控制、管理,组成一套完整的污水自控系统,发挥其最佳效能。

关键词：环境污染污水处理集散式自动监控系统子系统

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HFW焊管焊缝压扁实验断口开裂原因分析

HFW焊管焊缝压扁实验断口开裂原因分析

作者：冯宝仲中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

HFW焊管因其外观尺寸控制好、壁厚稳定、抗挤毁能力很强、价格低等优势,已广泛应用在石油化工,天然气开采、汽车制造、等重要领域,并在多方面多领域有逐渐取代了无缝钢管的趋势,但是真正制约HFW焊管发展的关键因素是焊缝的力学性能不稳... 详细信息

HFW焊管因其外观尺寸控制好、壁厚稳定、抗挤毁能力很强、价格低等优势,已广泛应用在石油化工,天然气开采、汽车制造、等重要领域,并在多方面多领域有逐渐取代了无缝钢管的趋势,但是真正制约HFW焊管发展的关键因素是焊缝的力学性能不稳定。本文详细阐述了高频焊接的原理及影响因素、焊缝质量的常用检测方法、标准以及常见压扁断口的形状,并就蜂窝型断口和脆性断口两种典型断口进行重点分析,蜂窝型断口中,着重从压扁开裂试样焊缝的力学性能、母材的理化性能、焊接工艺等方面进行分析。蜂窝型断口焊缝的高频金相实验和半焊接实验得出板边对接形状为正V型,金相组织分析和扫描电镜的分析中证明了氧化物残留在焊缝内,导致焊缝力学性能的降低,通过控制半边对接形态为I型使焊缝的力学性能显著提高。脆性断口中,着重中从压扁开裂试样焊缝的力学性能、制管工艺、原材料的理化性能等方面进行分析,从夹杂物分析中发现钢带中存在夹杂物,扫描电镜分析中发现硫元素存在焊缝断口上,证明了原材料中含有大量的非金属硫化物,非金属硫化物的存在降低了焊缝的力学性能,并最终造成焊缝在压扁实验中开裂。

关键词： HFW焊管压扁实验硫化物

ERW管的成型过程分析仿真及机械性能试验研究

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ERW管的成型过程分析仿真及机械性能试验研究

作者：王雷中国石油大学

学位级别：硕士

ERW直缝焊管以其尺寸精度高、壁厚均匀、生产率高、抗压性能和综合力学性能好以及射孔不裂等优点而具有很大的发展潜力和市场竞争力。目前,ERW管已正在向原属无缝钢管应用的领域进军,已广泛应用于石油、天然气、水、煤气和矿浆等流体长... 详细信息

ERW直缝焊管以其尺寸精度高、壁厚均匀、生产率高、抗压性能和综合力学性能好以及射孔不裂等优点而具有很大的发展潜力和市场竞争力。目前,ERW管已正在向原属无缝钢管应用的领域进军,已广泛应用于石油、天然气、水、煤气和矿浆等流体长距离输送和油井套管。因此,对ERW管的生产工艺和成型过程的研究,以及成型工艺对ERW焊管质量及机械性能的影响的研究,有着重要的意义。本文综述了ERW焊管的特点,国内外应用、生产发展情况;对ERW管成型机组进行了简单介绍;分析研究了ERW管的成型工艺及各项参数,ERW管成型原理和板料参数的确定,并对成型过程中可能出现的影响情况做出介绍分析;利用样条有限条法,通过将连续体的离散化,构造位移函数,对由刚度矩阵、载荷矩阵得到的平衡方程求解,从而由理论上分析ERW焊管成型过程中的应力应变情况;运用ANSYS/LS-DYNA动态模块,对ERW焊管的成型过程进行建模、模拟,进行全流程的仿真,结合仿真结果分析研究ERW管成型过程的应力应变情况;最后,对成品ERW管取样进行压扁试验、拉伸试验和弯曲试验,并根据数理统计的方法处理实验数据,求得各项数据的概率密度曲线,得到较为精确的试验结果,对试验结果进行分析研究成品管的各项机械性能。本文将ERW管成型过程的理论分析,过程仿真以及成品管的机械性能试验研究相结合,对ERW焊管生产的全流程进行分析研究,为ERW焊管生产工艺的改进发展打下基础。

关键词： ERW焊管有限条法过程仿真机械性能试验

浮式生产平台三相分离器抑制液相晃动结构研究

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浮式生产平台三相分离器抑制液相晃动结构研究

作者：王然中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着世界石油开采走向深海,浮式生产平台三相分离器作为平台重要的油气处理设备,其工作能力以及可靠性将直接影响海洋油气开采的经济性。受浮式平台特殊工作环境的影响,三相分离器运作时如何保持罐内液相稳定流动成为了具有重要现实意... 详细信息

随着世界石油开采走向深海,浮式生产平台三相分离器作为平台重要的油气处理设备,其工作能力以及可靠性将直接影响海洋油气开采的经济性。受浮式平台特殊工作环境的影响,三相分离器运作时如何保持罐内液相稳定流动成为了具有重要现实意义的课题。通过查阅文献,了解浮式平台三相分离器抑制液相晃动相关结构研究的发展历程及其应用现状。结合浮式平台实际工作状况,比较卧式、立式和球形三种形式的分离器优缺点,最终选用卧式三相分离器作为本课题分离器仿真模型。首先,利用“半满法”设计出三相分离器的基本尺寸,作为本课题进行研究的模型基本尺寸,并根据相关国家标准对分离器筒体的壁厚进行设计和校核;其次,对几种常用的浮式平台三相分离器防波板形式进行改进,并设计出一种新型防波板,相应建立多种三维分离器模型;再次,借助FLUENT流体分析软件中的动网格功能,实现对浮式平台模型的运动模拟;最后,对不同结构防波板的分离器模型以及不同工况条件下分离器模型进行流体仿真。仿真结果表明,在纵荡和纵摇工况下,不加装防波板的分离器内液相出现剧烈晃动,而加装防波板能够有效抑制分离器内液相的晃动,使罐内液体的运动与罐体的运动规律基本吻合,从而证明了防波板在抑制液相晃动方面的重要作用,并且得出纵条型防波板和圆孔型防波板在抑制液相晃动方面比其他形式防波板更有优势。此外,动网格的使用为流体仿真提供了新思路。

关键词：浮式平台三相分离器防波板流体分析动网格

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陆上三钻杆同步运移装置设计与研究

陆上三钻杆同步运移装置设计与研究

作者：汪丹丹中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

钻杆的运送是钻井作业非常重要的环节,随着陆地钻井整体自动化水平的提高,钻杆运送的自动化水平以及效率必将越来越受到重视。本课题正是在这样的背景下提出的,通过分析和整理自动化猫道的相关文献资料,了解国内外先进的钻杆运移技术的... 详细信息

钻杆的运送是钻井作业非常重要的环节,随着陆地钻井整体自动化水平的提高,钻杆运送的自动化水平以及效率必将越来越受到重视。本课题正是在这样的背景下提出的,通过分析和整理自动化猫道的相关文献资料,了解国内外先进的钻杆运移技术的发展状况,在总结国外先进的陆地和海上钻杆传送系统的基础上,针对我国陆地钻井的实际情况,自主设计一套可同时运送三根钻杆的自动化运移装置。考虑国内陆上钻井的工况及环境,以及工作空间和实际可操作性,此钻杆运移装置设计为无举升架的节能式一体化猫道;为提高效率,猫道设计为三滑道,可同时运送三根钻杆;钻杆在三滑道之间的转换通过多个液压缸控制翻转机构协同完成;猫道设置50°弯道以连接坡道,坡道上端长度可调,能够适应不同的钻台高度,通过电液控制实现整个过程的工作流程。主要包括这么几方面内容:首先,概述当前国内陆地钻井钻杆运移的现状,引出本课题的研究背景及意义,并对国内外陆地钻机猫道机的发展状况进行了简要介绍,概述本课题的研究内容及研究目标。其次,分析研究国内外各种型号先进的陆地钻杆运移猫道机。然后,在此基础上,结合国内陆地钻机的特点以及国内的钻井工况,设计出三钻杆同步运移装置的总体结构,并利用SolidWorks软件建立此装置的总体结构模型。之后对装置关键零部件进行详细的受力分析和计算,用ADAMS软件对结构进行运动学以及动力学分析,验证设计的可行性;对复杂零件的受力利用ANSYS软件进行有限元分析。最后,对装置驱动系统和液压翻转系统进行了详细的分析与设计,通过电液控制实现整个装置的控制流程,并给出液压回路以及控制图。

关键词：钻杆运移总体方案翻转机构结构分析液压控制仿真分析

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液压举升式动力猫道的设计与研究

液压举升式动力猫道的设计与研究

作者：白园园中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

钻杆运移装置作为钻井平台的重要外围设备之一,其自动化程度、安全性和可靠性对于钻杆上下钻台起到十分重要的作用。目前国内的钻杆运移装置的研究相对较少,自动化的程度较低,严重制约了我国的钻井效率。因此对于钻杆运移装置进行设计... 详细信息

钻杆运移装置作为钻井平台的重要外围设备之一,其自动化程度、安全性和可靠性对于钻杆上下钻台起到十分重要的作用。目前国内的钻杆运移装置的研究相对较少,自动化的程度较低,严重制约了我国的钻井效率。因此对于钻杆运移装置进行设计与研究,提高钻杆运移装置的自动化程度具有十分重要的现实意义。本文主要结合国内外钻杆运移装置的研究现状,针对我国钻井平台的具体状况设计了一种全自动化的液压举升式动力猫道。本文所设计的内容主要包括以下几方面:首先,阐述了国内外钻杆运移装置的发展现状。然后,针对项目的要求完成了动力猫道的整体结构以及各机构的详细结构设计,包括:上卸料机构、举升机构、稳定机构、挡板机构、链条张紧装置、翻板机构、猫道运移小车和滑台的驱动机构,并且利用SoildWorks建立了动力猫道的三维实体模型。其次,为了保证动力猫道运移的安全可靠性,针对所设计的结构运用动力学分析软件ADAMS对其运动件进行了运动仿真,并绘制了动力猫道关键运动部件的运移轨迹。之后,运用有限元分析软件ANSYS对动力猫道的关键受力部件进行有限元分析,检测各零部件在受力最大状态下的安全可靠性。最后设计了动力猫道整体的液压控制回路以及PLC控制系统,并且对控制回路中的液压缸和液压马达进行计算选型。通过PLC与液压系统的联合控制实现了动力猫道整体机构的有序运行。

关键词：动力猫道同步运动电液控制运动仿真受力分析

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水平井分段开采用管柱及封隔器力学分析

水平井分段开采用管柱及封隔器力学分析

作者：王慧莉中国石油大学

学位级别：硕士

水平井的目的在于钻尽可能多的油层,以提高单井产量和注入量(注水、注汽等),从而获得更高的采收率。分段开采实际上就是在水平井中下入带有封隔器、换层开关等井下工具的管柱,将各层段利用封隔器分隔开来,使管柱和各层段间形成相对独立... 详细信息

水平井的目的在于钻尽可能多的油层,以提高单井产量和注入量(注水、注汽等),从而获得更高的采收率。分段开采实际上就是在水平井中下入带有封隔器、换层开关等井下工具的管柱,将各层段利用封隔器分隔开来,使管柱和各层段间形成相对独立且连通的流体通道,进而达到提高油田的采收率的目的。由于水平段油藏渗流规律的差异,水平段各部位含水不一致,分段开采是水平井发展的必然发展方向。本文首先通过总结目前油田中正在使用的封隔器的主要失效形式,分析其失效原因,并提出解决对策,并用故障树分析法对建立封隔器失效的故障树;建立水平井管柱的力学模型,并在理论分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对水平井分段开采时水平段和弯曲段的管柱进行有限元计算;通过对封隔器进行力学分析,建立封隔器的力学模型,将ANSYS/LS-DYNA动态模块作为水平井中封隔器下入过程仿真分析工具,研究封隔器下入过程受力情况;对封隔器的重要构件胶筒进行受力分析,利用ABAQUS有限元分析软件对改进型胶筒进行有限元计算。本文通过理论分析和仿真模拟相结合的方法,对水平井分段开采管柱及封隔器进行了力学研究,为水平井采油工艺提供重要的指导作用。

关键词：水平井分段开采管柱封隔器力学模型有限元计算