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石油化工设备 2013年第5期42卷 32-37页

作者：署恒木潘秀珍魏升龙杨远宋作苓中国石油大学(华东)工程力学系山东青岛266580 中国石油工程建设公司华东设计分公司山东青岛266071 北京石油化工工程有限公司西安分公司管道室陕西西安710075 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司机械设备设计所山东东营257026

建立了苏里格气田第四天然气处理厂天然气处理装置整个放空系统的有限元模型,分析确立了管卡的布置方案,对其进行了全面的动态分析计算,得到了放空系统在全厂紧急停产放空时的结构振动响应。根据分析结果提出了消减放空管道振动的措施,... 详细信息

建立了苏里格气田第四天然气处理厂天然气处理装置整个放空系统的有限元模型,分析确立了管卡的布置方案,对其进行了全面的动态分析计算,得到了放空系统在全厂紧急停产放空时的结构振动响应。根据分析结果提出了消减放空管道振动的措施,其分析和计算方法对同类型放空系统结构的安全设计和动态应力计算有一定的参考价值。

关键词：天然气处理装置放空系统有限元管卡布置动态分析

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海洋平台典型管路的冲击响应研究

海洋平台典型管路的冲击响应研究

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作者：魏浩华中科技大学

学位级别：硕士

海洋钻井平台在服役期间不可避免地会受到外部复杂的冲击载荷作用,海洋钻井平台上许多管路如强度和刚度设计不当,易发生冲击性破坏甚至产生灾难性后果。因此,对海洋钻井平台管路进行抗冲击性能研究有十分重要的意义。本论文以海洋钻井... 详细信息

海洋钻井平台在服役期间不可避免地会受到外部复杂的冲击载荷作用,海洋钻井平台上许多管路如强度和刚度设计不当,易发生冲击性破坏甚至产生灾难性后果。因此,对海洋钻井平台管路进行抗冲击性能研究有十分重要的意义。本论文以海洋钻井平台管路为研究对象,由于管路受到的涡激力作用相对于冲击载荷较小,本论文忽略涡激力对管路的作用,仅考虑平动冲击和转动冲击两种冲击载荷对管路的作用,采用理论分析和有限元数值方法对管路抗冲击性能进行展开研究。主要工作如下:(1)首先建立了两端简支管路受垂向加速度冲击理论模型,对管路的垂向位移响应进行了理论分析,并与有限元结果进行了对比。然后建立了典型平面管路有限元模型,分析了平面管路分别在垂向和纵向加速度冲击载荷作用下,管卡布置方式对管路抗冲击性能的影响规律。结果表明,垂向加速度冲击载荷作用下,对典型平面管路的任何一段管路的管卡布置进行加密,均可以提高管路的抗冲击性能,而在纵向加速度冲击载荷作用下,对平面管路的水平段管路的管卡布置进行加密,可有效地提高管路的抗冲击性能。(2)分别建立了直管、平面管路和空间管路等多种结构的多接触面有限元模型,得到了管路结构在不同工况下的变形和应力分布规律。计算结果表明,直管在自由端端部谐响应位移激励载荷作用下,随着管卡间距的减小,管路的共振频率逐渐往高频偏移;平面管路和空间管路在转动冲击载荷作用下,对自由端一侧的管路的管卡进行加密布置均可提高管路的抗冲击性能。(3)设计了一种新型方形管卡,研究了橡胶的材料参数和几何参数对管路抗冲击性能的影响规律。计算结果表明,平面管路在平动冲击载荷作用下,对比刚性管卡,带橡胶减振垫的弹性管卡可以显著提高管路的抗冲击性能。而且,随着橡胶厚度的增加,管路的变形逐渐增大,管路的应力水平先减小后增大;增大橡胶的超弹性系数,可以有效提高管路的抗冲击性能。

关键词：管路抗冲击有限元管卡布置优化设计橡胶减振垫

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天然气处理厂压缩机及放空系统动态分析研究

天然气处理厂压缩机及放空系统动态分析研究

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作者：潘秀珍中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

天然气处理厂压缩机及放空系统的动态分析研究主要有两部分内容组成:第一部分是对放空火炬系统动态研究,目的是为了设计出一套管卡布置方案,防止管道振动超标,影响安全生产;主要的研究方法是,按照工程实际,建立放空火炬系统的有限元模型... 详细信息

天然气处理厂压缩机及放空系统的动态分析研究主要有两部分内容组成:第一部分是对放空火炬系统动态研究,目的是为了设计出一套管卡布置方案,防止管道振动超标,影响安全生产;主要的研究方法是,按照工程实际,建立放空火炬系统的有限元模型,并对系统放空管路进行流体参数计算,得到紧急放空时关键点的冲击载荷,在此基础上进行静态分析,得出施加管卡约束方式和位置的初步建议,并按照建议施加到有限元模型上,形成新的模型,对其进行动态响应分析,确定完善的管卡布置方案,完成放空火炬系统的动态分析。第二部分是压缩机振动量过大的研究,这一部分的研究用现场实验检测以及有限元分析两种方法,为了找出振动量过大的原因,以便采取相应的措施。现场用加速度测试仪对第二处理厂有问题的压缩机机组各个部分的关键点进行数据的采集,同时也对三处理厂完好机组进行同样的采样,以便后期的数据对比分析,数据采集完成后,对每个数据进行处理分析,找出某些有问题的位置,并提出了合理化的建议,此外,还对数据进行了对比分析,更直观的对问题机组有了认识。除了实验法外,还对压缩机进出口管道进行了有限元的模态分析,得到了前6阶的固有频率值以及振动形态图。通过这两种有效的方法找到了压缩机振动量过大的原因,针对具体原因提出了与之对应的减振建议,有效的解决了压缩机振动量过大的情况。

关键词：放空系统管卡布置压缩机振动模态分析

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天然气处理厂放空火炬系统的强度计算与稳定性分析

天然气处理厂放空火炬系统的强度计算与稳定性分析

引用

作者：魏升龙中国石油大学（华东）

学位级别：硕士

随着天然气的进一步开发利用，天然气处理厂越来越多。放空火炬系统是天然气处理厂不可缺少的配套设施。由于该系统在放空过程中承受过大的冲击载荷，因而有可能发生放空管道结构破坏以及放空火炬倒塌的事故。在放空过程中必须保证生产... 详细信息

随着天然气的进一步开发利用，天然气处理厂越来越多。放空火炬系统是天然气处理厂不可缺少的配套设施。由于该系统在放空过程中承受过大的冲击载荷，因而有可能发生放空管道结构破坏以及放空火炬倒塌的事故。在放空过程中必须保证生产装置不出任何问题，因此需要对放空火炬系统的管卡布置进行准确分析;并在全厂紧急停车放空工况下进行瞬态动力学分析，获得放空管路的位移与应力结果;并对高架放空火炬进行稳定性分析。本文以苏里格气田第四天然气处理厂的放空火炬系统为研究对象。首先建立了放空火炬系统的有限元模型，包括增压区、脱油脱水区、集气区及火炬区;计算了三种工况下放空管道的压降与流速，以及弯头及三通处所受到的激振力。然后在全厂紧急停车放空工况下，对采用“无管卡约束”，“加部分管卡约束”，“加全部管卡约束”三种不同约束方式的放空火炬系统进行了静态分析计算，并根据应力位移结果确定了管卡布置方案。根据管卡布置方案修改了模型，并分别在三种工况下对放空火炬系统进行了动态模拟分析，并根据所得结果确定了管卡布置方案的合理性。对火炬区进行了模态分析，为避开外部机械振动频率、防止火炬区产生共振提供了数值依据。最后利用能量法和有限单元法分析了高架放空火炬失稳破坏的临界条件，结果表明内压降低了火炬管的稳定性，而外压增强了火炬管的稳定性;同时研究了高架放空火炬稳定性与壁厚的关系。

关键词：放空火炬系统管卡布置稳定性能量法有限单元法 Ansys

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