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

1

作者 葛玖浩 李伟 +3 位作者 陈国明 李秀美 阮彩添 张慎颜 《压力容器》 2015年第2期21-26,80,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 EN 13445 直接法 深海外压容器 稳定性研究 影响因素

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2000m超深水水下分离器承压结构强度分析 被引量：12

2

作者 葛玖浩 李伟 +3 位作者 陈国明 阮彩添 张慎颜 李秀美 《石油机械》 2015年第2期60-64,69,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 超深水 水下分离器 水下生产系统 应力分类 压力容器 强度分析 等效应力

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深水钻井平台-张紧器-隔水管耦合系统动力学特性分析 被引量：10

3

作者 张慎颜 刘秀全 +3 位作者 畅元江 马秀梅 刘康 陈国明 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期123-130,共8页

为精确预测隔水管系统动力学响应,解决传统分析方法中边界简化处理的问题,建立平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型,充分考虑张紧器系统的非线性刚度变化以及平台、张紧器和隔水管的多体耦合连接方式,研究多体耦合系统中隔水管系统静态和... 为精确预测隔水管系统动力学响应,解决传统分析方法中边界简化处理的问题,建立平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型,充分考虑张紧器系统的非线性刚度变化以及平台、张紧器和隔水管的多体耦合连接方式,研究多体耦合系统中隔水管系统静态和动态响应特性,揭示平台-张紧器-隔水管耦合作用规律。结果表明:在隔水管系统静态分析中,张紧器系统能提供抑制隔水管系统偏移并减小隔水管系统弯矩的横向作用力;在隔水管系统动态分析中,张紧器系统对平台垂荡运动的传递具有明显的缩小效应;平台做纵摇运动时,有、无张紧器系统对隔水管系统偏移位置影响较大,对隔水管系统的运动幅值影响较小;平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型能精确施加隔水管系统边界条件,更加准确预测隔水管系统的动力学响应。 展开更多

关键词 钻井隔水管 张紧器系统 耦合动力学 静态分析 动态分析

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超深水水下分离器摆锤法下放风险分析 被引量：4

4

作者 赵梦一 葛玖浩 +4 位作者 李伟 陈国明 李秀美 张慎颜 阮彩添 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期151-157,共7页

针对我国摆锤法下放安装风险分析研究空白的现状,基于工作安全分析与作业条件危险性评估法对水下分离器下放过程进行风险分析,考虑重力、海流力、浮力、阻力等多种复杂载荷,依据摆锤法下放步骤,分析水下分离器摆锤法下放过程受力情况,... 针对我国摆锤法下放安装风险分析研究空白的现状,基于工作安全分析与作业条件危险性评估法对水下分离器下放过程进行风险分析,考虑重力、海流力、浮力、阻力等多种复杂载荷,依据摆锤法下放步骤,分析水下分离器摆锤法下放过程受力情况,建立水下分离器下放过程受力关系。分析摆动过程中缆绳动张力随下放深度变化情况,为风险分析提出的有关水下分离器所受浮力、安装绳的动张力等参数的确定提供理论依据。最终建立水下分离器摆锤法下放风险评估体系,为我国摆锤安装法的工程应用提供技术支持与安全保障。 展开更多

关键词 工作安全分析 作业条件危险性评价 摆锤式下放法 水下分离器

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燃气顶管管道检测方案设计及腐蚀风险评价研究 被引量：1

5

作者 张玉星 张慎颜 +3 位作者 覃慧敏 张诚 马旭卿 黄文尧 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第2期164-169,共6页

针对顶管管道腐蚀参数检测装置及测试系统不完善的问题,设计了一套柔性环绕式的管道检测装置,结合配套的地面测试桩,可便捷地测试相关电位及电流,满足了腐蚀风险评价的数据需求。最终建立了基于电流-电位法的防腐层面电阻率计算、基于... 针对顶管管道腐蚀参数检测装置及测试系统不完善的问题,设计了一套柔性环绕式的管道检测装置,结合配套的地面测试桩,可便捷地测试相关电位及电流,满足了腐蚀风险评价的数据需求。最终建立了基于电流-电位法的防腐层面电阻率计算、基于密间隔电位(CIPS)的防腐层破损点判断、基于电流趋势的牺牲阳极性能诊断、基于试片电流密度的腐蚀速率预测等方案,进而制定了防腐层面电阻率、破损点、牺牲阳极性能、阴极保护效果、腐蚀速率等单项风险评价方法,构建了顶管管道局部监测点及整体管段的腐蚀风险综合评价体系,对于管道的腐蚀风险的预防性管理有一定指导意义。 展开更多

关键词 顶管管道 检测装置 腐蚀参数采集 性能评价 腐蚀评价体系

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深水送入管柱导向系统力学性能及影响因素分析 被引量：3

6

作者 刘康 朱敬宇 +2 位作者 张慎颜 陈国明 张伟国 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期137-143,共7页

根据深水送入管柱导向下入的作业特点,考虑复杂海洋环境载荷影响及多点约束特征,建立了深水送入管柱-导向环-导向绳的耦合动力学分析模型,并对送入管柱、导向绳的力学性能参数及影响规律开展了研究。以我国南海流花区自营深水井X井为例... 根据深水送入管柱导向下入的作业特点,考虑复杂海洋环境载荷影响及多点约束特征,建立了深水送入管柱-导向环-导向绳的耦合动力学分析模型,并对送入管柱、导向绳的力学性能参数及影响规律开展了研究。以我国南海流花区自营深水井X井为例进行计算分析,结果表明:送入管柱的等效应力自上而下呈现逐渐减小的趋势,X井送入管柱的力学性能满足作业要求;导向系统对送入管柱的横向位移有较强的约束作用,送入管柱顶端和导向环作用区域出现应力突变的现象;导向环数量和导向绳预张力的增加有利于控制送入管柱的横向位移和回接连接器切入角,降低送入管柱的应力水平,提高导向下入过程的安全等级。本文研究成果可为深水送入管柱导向下入的安全作业提供参考。 展开更多

关键词 深水 送入管柱 导向下入 耦合动力学 力学性能 影响因素

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深水钻井平台-隔水管系统波激疲劳分析 被引量：4

7

作者 张慎颜 刘秀全 +1 位作者 畅元江 陈国明 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期843-850,共8页

平台运动是深水钻井隔水管系统波激疲劳的主要来源之一。传统的隔水管波激疲劳分析不考虑或简化钻井平台运动,为了更精确地评估隔水管系统波激疲劳损伤,建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统动力学模型及波激疲劳损伤评估方法,开展了动力... 平台运动是深水钻井隔水管系统波激疲劳的主要来源之一。传统的隔水管波激疲劳分析不考虑或简化钻井平台运动,为了更精确地评估隔水管系统波激疲劳损伤,建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统动力学模型及波激疲劳损伤评估方法,开展了动力定位和锚泊定位模式下的隔水管系统动力学响应及疲劳损伤分析,深入揭示深水钻井隔水管系统波激疲劳动力学特性。结果表明,两种定位模式下的平台-隔水管系统受波浪载荷的影响,在常规波浪频率范围内发生波频振动,锚泊定位模式下的平台-隔水管系统还呈现一定的低频特性;两种定位系统下的深水钻井隔水管系统疲劳损伤最大值均发生在隔水管系统顶部,锚泊定位模式下的隔水管系统波激疲劳损伤变异系数较大,动力定位系统下的隔水管系统波激疲劳损伤较大。 展开更多

关键词 钻井隔水管 动力定位模式 锚泊定位模式 波激疲劳 疲劳损伤

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基于性能退化的沥青类防腐层保护效能影响规律的研究 被引量：2

8

作者 张玉星 车明 +3 位作者 葛宝玉 张慎颜 李旭 王杰 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第5期63-69,79,共8页

国内众多在役沥青防腐层管道的牺牲阳极阴极保护系统均已失效,或即将失效,重新更换牺牲阳极系统时若仍按照原有设计施工,可能会导致部分管道无法受到有效地保护。根据现场管道防腐层的面电阻率随时间变化规律,预测未来20 a内防腐层面电... 国内众多在役沥青防腐层管道的牺牲阳极阴极保护系统均已失效,或即将失效,重新更换牺牲阳极系统时若仍按照原有设计施工,可能会导致部分管道无法受到有效地保护。根据现场管道防腐层的面电阻率随时间变化规律,预测未来20 a内防腐层面电阻率变化情况,采用模拟计算的方法,预估已经运行15 a后管道的保护距离随时间的变化,为阴极保护系统重新设计提供依据。结果表明:在役沥青防腐层的面电阻率随埋地时间延长而降低,且降低速率逐渐减小;防腐层破损率随埋地时间的延长而增加,且增加速率逐渐增大;单组牺牲阳极保护系统运行15 a后管道的单侧保护距离为50 m,随着管道继续服役,单侧保护距离显著降低,第20,25,30,35 a时,单侧保护距离依次降为28.0,19.0,14.0,11.5 m;当阳极距离管道1~4 m范围内,随着距离的增加,管道上的电位分布更加均匀,且保护距离增加;未来20~35 a内,更换牺牲阳极系统的时间对阳极寿命基本无影响,阳极寿命预估为23 a左右。 展开更多

关键词 沥青防腐层面电阻率 管道保护距离 牺牲阳极 阳极寿命预估

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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

9

作者 葛玖浩 李伟 +4 位作者 陈国明 李秀美 张慎颜 阮彩添 袁新安 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期150-157,共8页

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... 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%。 展开更多

关键词 超深水水下分离器 承压结构壁厚设计 性极限分析 定性分析 压舱压溃试验

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基于网格化的中低压燃气管网风险管理创新方法 被引量：1

10

作者 刘慧 马旭卿 +2 位作者 张玉星 郭保玲 张慎颜 《城市管理与科技》 2022年第3期55-57,共3页

一、“网格化”燃气管网风险管理模式的提出近年来,网格化开始应用于数据信息技术,以进行高性能资源共享。实施网格技术可以发挥网格的协同效应,将各个网格信息进行高度融合与共享,为管理人员和普通百姓提供更多资源与信息。现阶段,业... 一、“网格化”燃气管网风险管理模式的提出近年来,网格化开始应用于数据信息技术,以进行高性能资源共享。实施网格技术可以发挥网格的协同效应,将各个网格信息进行高度融合与共享,为管理人员和普通百姓提供更多资源与信息。现阶段,业界通过网格技术对各领域风险评价方法进行优化,提出网格化风险评价的理念,奠定了风险评价数字化的基础。 展开更多

关键词 燃气管网 网格技术 网格化 风险评价 风险管理模式 管理人员 网格信息 资源共享

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深水水下分离器承压结构强度的可靠性

11

作者 张慎颜 李秀美 +1 位作者 葛玖浩 陈国明 《油气储运》 CAS 北大核心 2017年第8期976-981,共6页

深水水下分离器服役环境下的载荷工况复杂,服役寿命易受多种因素影响。为了确保深水水下分离器服役期间的安全可靠性,进一步研究不同材料水下分离器承压结构的强度可靠性与设计尺寸及加工材料性能之间的定量关系,采用蒙特卡罗法,以承压... 深水水下分离器服役环境下的载荷工况复杂,服役寿命易受多种因素影响。为了确保深水水下分离器服役期间的安全可靠性,进一步研究不同材料水下分离器承压结构的强度可靠性与设计尺寸及加工材料性能之间的定量关系,采用蒙特卡罗法,以承压结构壁厚、材料屈服强度等参数为随机输入变量,建立了承压结构串联系统模型,并且通过外压试验验证了模型的准确性。通过模拟承压结构设计参数的随机性,得到承压结构的应力强度分布特征和各参数对结构强度可靠性的敏感性和灵敏度。算例分析表明:在2 000 m深水条件下,水下分离器承压结构的可靠度达到99.565 3%,筒体壁厚是影响承压结构可靠性的最主要因素,该研究结果可为深水水下分离器的优化设计提供必要的技术参考。 展开更多

关键词 水下分离器 承压结构 可靠性 串联系统模型 外压试验 蒙特卡罗法

原文传递

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

12

作者 李秀美 陈国明 +2 位作者 李伟 张慎颜 葛玖浩 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期133-141,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 超深水 水下分离器 嵌入式接管 马鞍形焊缝 应力集中系数 几何参数 高压舱实验

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超深水水下分离器承压性能数值分析与试验研究

13

作者 李秀美 陈国明 +3 位作者 李伟 张慎颜 葛玖浩 刘秀全 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期126-134,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 超深水水下分离器 嵌入式接管 子模型 马鞍形焊缝 高压舱试验

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筋腱断裂后张力腿平台-筋腱-立管耦合系统响应分析 被引量：2

14

作者 张慎颜 刘秀全 +2 位作者 畅元江 陈国明 李朝玮 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期187-193,共7页

以某张力腿平台为例,建立了张力腿平台-筋腱-立管耦合系统动力学分析模型,开展了多种工况和不同筋腱断裂状态下平台-筋腱-立管系统瞬态响应研究。结果表明:筋腱断裂后,平台运动位移和绕Z轴转动角度变化较小,平台绕X、Y轴转动角度变化较... 以某张力腿平台为例,建立了张力腿平台-筋腱-立管耦合系统动力学分析模型,开展了多种工况和不同筋腱断裂状态下平台-筋腱-立管系统瞬态响应研究。结果表明:筋腱断裂后,平台运动位移和绕Z轴转动角度变化较小,平台绕X、Y轴转动角度变化较大且发生高频波动,经过衰减后平台的运动频率与完整状态下保持一致;位于断裂筋腱对角线位置上的筋腱顶部张紧力减小,其余筋腱张紧力增大,所有筋腱顶部张紧力发生高频波动并不断衰减至与完整状态下的波动频率一致;所有钻井立管和生产立管顶部平均张紧力都增大,且2根筋腱断裂后的立管顶部平均张紧力增大值较大。本文研究成果可为极端工况下张力腿平台设计和立管系统安全性评估提供参考。 展开更多

关键词 张力腿平台 平台-筋腱-立管耦合系统 筋腱断裂 瞬态响应 钻井立管 生产立管

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基于现场埋片的3PE防腐层剥离规律研究

15

作者 张玉星 董久樟 +3 位作者 张慎颜 马旭卿 郭保玲 陈涛涛 《煤气与热力》 2022年第2期V0025-V0029,V0040,共6页

针对3PE防腐层的剥离风险开展现场实验研究,通过对现场埋设试片的阴极保护及交流干扰参数进行监测,统计试片的剥离距离,从而建立试片电参数与剥离距离之间的对应关系,讨论了交流干扰、埋设时间、阴极保护电位与剥离距离的关系。研究结... 针对3PE防腐层的剥离风险开展现场实验研究,通过对现场埋设试片的阴极保护及交流干扰参数进行监测,统计试片的剥离距离,从而建立试片电参数与剥离距离之间的对应关系,讨论了交流干扰、埋设时间、阴极保护电位与剥离距离的关系。研究结果表明:当管道阴极保护电位大部分处在合理区间[-0.85 V,-1.2 V]时,交流干扰对于剥离距离的影响不明显。对试片45 d及90 d的剥离距离分析得出,当剥离距离达到一定值时,阴极保护电流及介质难以进入,破损点深处不易出现局部碱性化环境,从而剥离距离难以继续增大。阴极保护电位在[-1.05 V,-0.95 V]区间的比例在30%以上,对应的剥离距离较大,即表明阴极保护电位越负,对于剥离距离的影响越大。建立了基于阴极保护电位的剥离距离模型,得出了阴极保护电位区间比例与剥离距离的对应关系,为后续防腐层剥离风险的评估提供了关键技术支撑。 展开更多

关键词 阴极保护 交流干扰 数据监测 防腐层剥离

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