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定向穿越管道的挤毁失效及其防护装置的设计

天然气工业 2015年第11期35卷 91-96页

作者：张杰梁政韩传军西南石油大学机电工程学院

定向穿越敷管技术由于其特殊优势,被越来越多地应用于油气管道敷设,但复杂的地质条件又极易导致穿越管道挤毁失效,对油气输送安全造成严重威胁。为此,针对复杂地层中穿越管道的挤毁失效行为,分析了其失效原因,主要是由孔壁失稳、地层沉... 详细信息

定向穿越敷管技术由于其特殊优势,被越来越多地应用于油气管道敷设,但复杂的地质条件又极易导致穿越管道挤毁失效,对油气输送安全造成严重威胁。为此,针对复杂地层中穿越管道的挤毁失效行为,分析了其失效原因,主要是由孔壁失稳、地层沉降和地下水渗流等所导致的。进而基于管材非线性及管土耦合作用,建立了无缺陷和凹陷穿越管道的挤毁数值计算模型,并对其挤毁行为进行了研究。结果表明:①无缺陷管道与凹陷管道的挤毁失效模式不同,完整穿越管道的挤毁过程可分为6个阶段,管道横截面经历了椭圆形、"新月"形、"葫芦"形及"8"字形变化过程;②而凹陷管道的挤毁过程可分为5个阶段,管道横截面经历了"心"形、"新月"形、"葫芦"形及"8"字形变化过程;③围土压力越大,管道的挤毁失效后果越严重。最后,设计了一种结构简单、易于操作且具有自主知识产权的定向穿越管道用防护装置,可以有效降低管道发生凹陷、挤毁等失效的概率,延长管道使用寿命,可用于穿越危险地层的油气管道防护。

关键词：长输油气管道穿越管道挤毁失效数值模拟等效塑性应变防护装置管道使用寿命

螺杆钻具用推力空心圆锥滚子轴承的设计与分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第3期38卷 123-128页

作者：韩传军张杰梁政西南石油大学机电工程学院四川成都610500

针对螺杆钻具中较易发生失效的推力轴承组设计一种推力空心圆锥滚子轴承组结构。建立该轴承的有限元计算模型,确定合理的滚子空心结构,得到一种深穴空心圆锥滚子结构。研究空心度和轴向载荷对轴承力学性能的影响。结果表明:圆锥滚子宜... 详细信息

针对螺杆钻具中较易发生失效的推力轴承组设计一种推力空心圆锥滚子轴承组结构。建立该轴承的有限元计算模型,确定合理的滚子空心结构,得到一种深穴空心圆锥滚子结构。研究空心度和轴向载荷对轴承力学性能的影响。结果表明:圆锥滚子宜采用等比空心结构,空心滚子端部存在应力集中现象;空心度越大,滚子内壁上和沿轴向的等效应力分布越不均匀,当空心度小于65%时,滚子的等效应力变化较小;轴向载荷越大,滚子两端的应力集中现象越严重。随着深穴深度和直径增大,滚子端部的应力逐渐减小,而中间部位的应力逐渐增大,此深穴结构可以有效地改善其端部的"边缘效应",避免轴承组过早发生疲劳失效。

关键词：螺杆钻具推力轴承空心圆锥滚子有限元应力集中

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跨断层埋地油气管道屈曲行为研究

应用力学学报 2018年第2期35卷 267-271页

作者：张杰张瀚梁政西南石油大学机电工程学院成都610500

为研究断层作用下埋地管道失效模式,建立了管土耦合三维数值计算模型,分析了不同地层位错量下无压和压力管道的力学行为及失效模式。结果表明:断层运动下埋地管道发生弯曲变形,并非完全与围土接触,整个管段摩擦力并非均匀分布;随着位错... 详细信息

为研究断层作用下埋地管道失效模式,建立了管土耦合三维数值计算模型,分析了不同地层位错量下无压和压力管道的力学行为及失效模式。结果表明:断层运动下埋地管道发生弯曲变形,并非完全与围土接触,整个管段摩擦力并非均匀分布;随着位错量增大,管道变形曲线由S形变为Z形,同时管道轴向应力逐渐增大;当位错量大于4D时,无压管道出现两处压溃,其变形过程分为弯曲状态、临界状态、压溃状态;不同内压管道呈现出不同屈曲形貌,随内压增大,管道屈曲形貌由压溃变为皱起;当内压大于0.4P_(max)时,管道屈曲部位出现一道皱起,内压越大,起皱幅度越大;压力管道变形过程可分为弯曲状态、临界状态、起皱状态。该研究结果可为跨断层埋地管道施工设计、安全评价、维修防护等提供参考和依据。

关键词：埋地管道走滑断层屈曲模式压溃起皱

690合金与152合金焊接热影响区微观组织研究

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核动力工程 2017年第4期38卷 139-144页

作者：聂书红梁政强中国原子能科学研究院北京102413

应用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪研究了压水堆(PWR)压力容器(RPV)控制棒驱动机构(CRDM)管嘴690合金与152合金焊接热影响区上部、中部和根部的残余应变分布、显微硬度、晶粒平均取向差(GAM)、晶粒边界显微结构和金... 详细信息

应用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪研究了压水堆(PWR)压力容器(RPV)控制棒驱动机构(CRDM)管嘴690合金与152合金焊接热影响区上部、中部和根部的残余应变分布、显微硬度、晶粒平均取向差(GAM)、晶粒边界显微结构和金相特征。研究结果表明:残余应变从上部到下部逐渐减少,最大残余应变5.15%,位于最后焊接的上部热影响区;重合位置点阵∑3边界平均分数从上部到下部逐渐增加,最小∑3边界平均分数是46.6%,显著低于基体金属的68%。因此认为,最后焊接的上部热影响区具有最高应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。

关键词：热影响区金相特征残余应变晶粒平均取向差晶粒边界显微结构

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海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

石油学报 1991年第1期12卷 107-120页

作者：梁政西南石油学院

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似... 详细信息

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。

关键词：海底受道漂浮敷设计算模型

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滑坡地区管线应力和位移的分析

天然气工业 1991年第3期11卷 55-59页

作者：梁政西南石油学院

本文在文献〔1〕的基础上,研究并获得了滑坡地区管道的变形及应力的解,并以算例分析了管道的极限塌陷长度ι_2max管道中的轴向拉力P随管径D及土壤性质K_(30)的变化关系。

关键词：天然气集输管道应力位移

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U型充液管道的流固耦合分析

应用力学学报 2015年第1期32卷 64-68,172-173页

作者：张杰梁政韩传军西南石油大学机电工程学院成都610500

基于流固耦合原理,在ADINA软件中建立了U型充液管道的有限元模型,对其进行了流固耦合模态分析,研究了壁厚对管道固有频率的影响;并对简支U型管道的充液过程进行了数值仿真,研究了充液加速度和壁厚对管道位移及应力的影响。结果表明:随... 详细信息

基于流固耦合原理,在ADINA软件中建立了U型充液管道的有限元模型,对其进行了流固耦合模态分析,研究了壁厚对管道固有频率的影响;并对简支U型管道的充液过程进行了数值仿真,研究了充液加速度和壁厚对管道位移及应力的影响。结果表明:随着模态阶数的增加,管道的固有频率逐渐增大;在无耦合时计算的管道固有频率大于流固耦合状态时的结果,管道固有频率随壁厚的增加呈非线性增加;在充液过程中U型管道的最大应力出现在弯头处;在充液过程中管道的位移与应力随充液加速度的增大而增大,随壁厚的增大而减小;但无论充液加速度多大,充液后管道的最终位移基本相同。

关键词： U型管道流固耦合模态分析固有频率位移应力

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直线电机抽油泵流场数值研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2010年第2期32卷 164-168页

作者：曲海梁政中国石油大学(北京)石油天然气工程学院北京昌平102249 西南石油大学机电工程学院四川成都610500

将直线电机置于井下,直接驱动柱塞泵举升原油,有利于提高系统效率和节能。根据直线电机抽油泵结构,结合柱塞和阀球运动模型,运用动网格技术和自编程UDF模块对Fluent进行二次开发,实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合求解。可以确定泵筒内... 详细信息

将直线电机置于井下,直接驱动柱塞泵举升原油,有利于提高系统效率和节能。根据直线电机抽油泵结构,结合柱塞和阀球运动模型,运用动网格技术和自编程UDF模块对Fluent进行二次开发,实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合求解。可以确定泵筒内任意计算时刻流场状态,揭示了柱塞往复运动过程中泵筒内部流场演化、阀球运动和流场特性。计算结果与实验结果吻合较好,为研究新型抽油泵提供了参考和依据。

关键词：直线电机抽油泵柱塞运动阀球运动动网格技术流场

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偏心摆动油气混输泵的动力特性研究

中国机械工程 2016年第21期27卷 2890-2894,2901页

作者：吉效科梁政西南石油大学成都610500 长庆油田公司西安710018

介绍了偏心摆动油气混输泵的工作原理及结构特点,建立了其运动部件的动力学模型,并对已建立的动力学模型进行了数值计算,最后用实验对理论模型进行验证。结果表明：作用在摆轴上的压差作用力所形成的阻力矩是影响混输泵轴功率的主要因素... 详细信息

介绍了偏心摆动油气混输泵的工作原理及结构特点,建立了其运动部件的动力学模型,并对已建立的动力学模型进行了数值计算,最后用实验对理论模型进行验证。结果表明：作用在摆轴上的压差作用力所形成的阻力矩是影响混输泵轴功率的主要因素;进出口压差为1.2～3MPa时,计算功率与实验功率的相对偏差为1%～38.2%。

关键词：偏心摆动油气混输泵滑板摆轴动力学