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基于涡激抑制的隔水管浮力块分布方案优化 被引量：14
1
作者 孙友义 陈国明 +1 位作者 畅元江 许亮斌 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期123-127,共5页
浮力块是深水钻井隔水管系统的重要组成部分,其主要作用是降低隔水管湿重,以减少对钻机的张力需求。涡激振动(VIV)是引起隔水管屈服失效与疲劳失效的主要因素,也是隔水管设计过程中需要考虑的主要问题。基于SHEAR7程序对隔水管系统进行... 浮力块是深水钻井隔水管系统的重要组成部分,其主要作用是降低隔水管湿重,以减少对钻机的张力需求。涡激振动(VIV)是引起隔水管屈服失效与疲劳失效的主要因素,也是隔水管设计过程中需要考虑的主要问题。基于SHEAR7程序对隔水管系统进行VIV分析,通过研究不同浮力块分布形式对隔水管系统涡激振动疲劳特性的影响,对浮力块分布方案进行优化。从抑制VIV疲劳损伤角度出发,对隔水管系统配置浮力块时,应尽量促使系统响应频率由浮力块与隔水管共同控制,以避免发生涡激共振。还可在避开高流速区域的前提下,促使系统激励频率由浮力块控制,这样既避免来流通过浮力块为系统输入较多的能量,同时又能降低系统的响应模态阶次。 展开更多
关键词 深水钻井 隔水管 涡激振动 浮力块分布 涡激抑制
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基于CFD的深水隔水管螺旋列板几何参数优选 被引量：13
2
作者 鞠少栋 陈国明 +1 位作者 盛磊祥 畅元江 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期110-113,共4页
基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件计算亚临界雷诺数条件下隔水管和螺旋列板的升力系数和曳力系数等流场参数并进行对比;以流场参数为目标函数,建立正交数值模拟试验,并对螺旋列板几何参数进行敏感性分析,确定几何特性对列板... 基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件计算亚临界雷诺数条件下隔水管和螺旋列板的升力系数和曳力系数等流场参数并进行对比;以流场参数为目标函数,建立正交数值模拟试验,并对螺旋列板几何参数进行敏感性分析,确定几何特性对列板性能的敏感度。结果表明:列板高度和条数对减振功效和曳力性能都有显著影响;优化的几何参数组合可为现场应用中螺旋列板的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 隔水管 涡激抑制 参数优选
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螺旋列板绕流流场CFD分析 被引量：8
3
作者 盛磊祥 陈国明 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期78-83,共6页
隔水管是海洋钻井作业的关键设备,其安全性至关重要。涡激振动是隔水管失效的重要因素。水深小于500m时,优化隔水管系统可以避免使用涡激抑制装置,超过1000m,必须采用涡激抑制装置。螺旋列板是现场常用的涡激抑制装置。基于流体动力学方... 隔水管是海洋钻井作业的关键设备,其安全性至关重要。涡激振动是隔水管失效的重要因素。水深小于500m时,优化隔水管系统可以避免使用涡激抑制装置,超过1000m,必须采用涡激抑制装置。螺旋列板是现场常用的涡激抑制装置。基于流体动力学方法,利用FLUENT软件求解螺旋列板三维绕流流场的控制方程,同时计算了钝体隔水管三维绕流流场,流场参数(升力系数、曳力系数、涡量等)特征进行对比分析,显示出螺旋列板在涡激抑制方面的优势。计算结果表明,虽然螺旋列板能够减小横向升力,但同时会导致流向曳力明显增加。 展开更多
关键词 螺旋列板 涡激抑制 流场 涡激振动 计算流体动力学
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基于正交试验设计的盘球附体抑涡试验研究 被引量：4
4
作者 刘志慧 徐兴平 +1 位作者 牛怀磊 黄思侃 《石油机械》 北大核心 2020年第5期52-57,共6页
为探究盘球附体尺寸和布置形式对海洋立管涡激振动的影响,对盘球附体这一新型海洋立管涡激振动抑制装置进行了试验研究。考虑盘球附体布置的螺距、螺纹数、盘球附体直径及1个螺距内的盘球数量等4个因素,每个因素设计了3种水平。采用正... 为探究盘球附体尺寸和布置形式对海洋立管涡激振动的影响,对盘球附体这一新型海洋立管涡激振动抑制装置进行了试验研究。考虑盘球附体布置的螺距、螺纹数、盘球附体直径及1个螺距内的盘球数量等4个因素,每个因素设计了3种水平。采用正交试验设计法生成了9组立管试验模型,测量了9组立管模型的横流向应变RMS值、顺流向应变平均值以及横流向振动频率,并将这些结果与不带附体的裸管模型试验结果进行比较。研究结果表明,合理布置的盘球附体能够降低立管模型横流向应变RMS值和频率,但不会增加阻力。利用正交试验表评判了盘球附体布置的各因素对涡激振动横向振幅的影响,发现螺距是影响盘球附体抑涡效果最重要的因素,当螺距较小、1个螺距内盘球的数量较多时,盘球附体可能达到较好的抑涡效果。研究结果可为盘球附体优化设计及提高盘球涡激抑制效果提供一定的参考。 展开更多
关键词 海洋立管 涡激振动 涡激抑制 盘球附体 正交试验设计 横流向应变RMS
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波状圆柱绕流流场CFD分析 被引量：2
5
作者 鞠少栋 陈国明 盛磊祥 《石油机械》 北大核心 2009年第3期35-37,共3页
波状圆柱是一种新型涡激抑制装置,对海流方向不敏感,可应用在海流变化频繁的海洋环境中。为研究其在海流中的涡激抑制性能,基于流体动力学方法,利用Fluent软件对波状圆柱进行三维绕流流场分析和流场参数计算,对比分析钝体隔水管,明确表... 波状圆柱是一种新型涡激抑制装置,对海流方向不敏感,可应用在海流变化频繁的海洋环境中。为研究其在海流中的涡激抑制性能,基于流体动力学方法,利用Fluent软件对波状圆柱进行三维绕流流场分析和流场参数计算,对比分析钝体隔水管,明确表面结构对波状圆柱减振功效的影响,提出波状圆柱在海洋环境中涡激抑制方面的优势。结果表明,波状圆柱具有稳定的涡激抑制性能,横向升力显著减小,轴向曳力虽有增加,但幅度较小,有望应用于深水隔水管的涡激抑制。 展开更多
关键词 波状圆柱 隔水管 涡激抑制 流场参数 表面结构
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南海深水钢悬链立管S型铺设关键技术研究 被引量：1
6
作者 王晓飞 李斌 +2 位作者 赵福臣 吴仕鹏 王佳 《石油工程建设》 2022年第2期86-88,共3页
钢悬链立管是深水油气田开发中浮式平台广泛采用的一种立管形式,由于其工艺特殊性,因而在国内还没有应用过。相较于J型铺设SCR的方式,S型铺设难度更大。为充分发挥我国现有深水S型铺管船“海洋石油201”的作业能力,对采用S型铺设SCR的... 钢悬链立管是深水油气田开发中浮式平台广泛采用的一种立管形式,由于其工艺特殊性,因而在国内还没有应用过。相较于J型铺设SCR的方式,S型铺设难度更大。为充分发挥我国现有深水S型铺管船“海洋石油201”的作业能力,对采用S型铺设SCR的关键技术进行了研究。以中国南海陵水17-2项目的一条SCR(6 in)为例,针对SCR焊接、超深水管道起始铺设、涡激抑制减缓装置安装以及柔性接头应变控制给出了技术方案。结果表明,“海洋石油201”采用S型的铺设方式可以安装SCR。该研究成果已经用于陵水项目,对国内深水装备能力建设具有指导意义。 展开更多
关键词 钢悬链立管 起始铺设 涡激抑制减缓装置 柔性接头 应变控制
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海洋立管涡激振动的基本理论、研究方法、影响因素及抑振方式的研究综述
7
作者 王春光 郑润 +1 位作者 李明蕾 何文涛 《山东理工大学学报（自然科学版）》 2024年第2期1-7,共7页
海洋立管是海洋油气开发平台的重要组成部分,而涡激振动研究是保障其正常工作的重要研究领域。本文从海洋立管涡激振动的基本理论、海洋立管涡激振动研究方法的发展、影响涡激振动的相关因素、涡激振动的监测和抑制方法四个方面对海洋... 海洋立管是海洋油气开发平台的重要组成部分,而涡激振动研究是保障其正常工作的重要研究领域。本文从海洋立管涡激振动的基本理论、海洋立管涡激振动研究方法的发展、影响涡激振动的相关因素、涡激振动的监测和抑制方法四个方面对海洋立管涡激振动的相关研究进行综述。由前人工作可知,海洋立管涡激振动研究经历了试验研究、理论模型分析、计算流体力学方法的应用等多个阶段,而顶张力、洋流、波浪、支承条件、长细比、材料以及内流等均显著影响其涡激振动特征。为保障海洋立管在涡激振动情况下的正常工作,其抑振研究经历了由被动抑振到主动抑振,再到利用先进监测及预测手段采取特定抑振方式及时介入的发展过程。在将来,海洋立管监测控制系统必将发展为一个利用信息采集及处理平台,结合主动控制技术,实现海洋立管工作状态监测、故障发现以及主动控制的集中化、智能化系统。 展开更多
关键词 海洋立管 涡激振动 影响因素 涡激振动抑制
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带附加分隔板细长柔性立管涡激振动的数值模拟 被引量：3
8
作者 李敏 邓迪 万德成 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2021年第1期112-120,共9页
海洋立管等非流线型结构物在恒定来流的持续作用下容易发生涡激振动(VIV),这会加速结构物的疲劳损伤,因此抑振措施的研究引起学者们的广泛关注。分隔板是一种有效抑制立管涡激振动的方法,学者们对其抑制机理和规律开展了大量研究工作。... 海洋立管等非流线型结构物在恒定来流的持续作用下容易发生涡激振动(VIV),这会加速结构物的疲劳损伤,因此抑振措施的研究引起学者们的广泛关注。分隔板是一种有效抑制立管涡激振动的方法,学者们对其抑制机理和规律开展了大量研究工作。该文基于海洋立管求解器viv-FOAM-SJTU,并采用切片法模拟了Re=4000时均匀流来流条件下的光滑立管和附加不同长度分隔板立管的涡激振动,主要对比分析了不同工况下立管的频率响应、位移响应和脱涡模式等动力响应特性的变化规律。发现附加一定长度范围内的分隔板可对立管的涡激振动起到一定程度的抑制作用,且抑制效果与分隔板的长度密切相关,当分隔板长度与立管直径之比(L/D)增大到0.5时,立管振幅反而增大。 展开更多
关键词 涡激振动抑制 分隔板 柔性立管 viv-FOAM-SJTU求解器
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海洋柔性柱体涡激振动抑制装置研究进展
9
作者 杨加栋 张晓灵 +3 位作者 吴文通 孔瑞林 王铭浩 陈东阳 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第2期91-95,共5页
涡激振动是导致海洋柱体结构疲劳损伤的主要原因之一。海洋工程中大型柱体如海洋立管系统、Spar平台等柱体结构大多数运行工况都在超临界、过临界区间,但目前对于超高雷诺数涡激振动抑制装置的研究较少。本文概述涡激振动抑制装置的主... 涡激振动是导致海洋柱体结构疲劳损伤的主要原因之一。海洋工程中大型柱体如海洋立管系统、Spar平台等柱体结构大多数运行工况都在超临界、过临界区间,但目前对于超高雷诺数涡激振动抑制装置的研究较少。本文概述涡激振动抑制装置的主要种类、设计方法以及研究进展和难点,并针对涡激振动抑制装置的发展趋势进行展望和提出建议。 展开更多
关键词 柔性柱体 涡激振动抑制装置 海洋立管 临界区间
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螺旋列板式涡激振动抑制装置的隔热作用对浮式平台工艺的影响分析
10
作者 李豫 鞠朋朋 +2 位作者 陈文峰 李旭 张振友 《盐科学与化工》 CAS 2021年第3期44-46,49,共4页
深水浮式平台立管受涡激振动影响通常在外侧覆盖有涡激振动(VIV)抑制装置,受装置安装方式以及材质性能影响,螺旋列板式VIV抑制装置将对立管内的混输流体产生一定的隔热作用,从而影响立管内混输流体的温降变化。以南海某深水半潜式生产... 深水浮式平台立管受涡激振动影响通常在外侧覆盖有涡激振动(VIV)抑制装置,受装置安装方式以及材质性能影响,螺旋列板式VIV抑制装置将对立管内的混输流体产生一定的隔热作用,从而影响立管内混输流体的温降变化。以南海某深水半潜式生产平台为例,深入阐述立管终端由于隔热导致的温度变化对浮式平台的工艺流程以及工艺设施的影响,同时鉴于我国目前深水浮式平台设计经验有限,若前期设计忽视此因素影响,将在投产后对平台设施造成巨大安全隐患。 展开更多
关键词 涡激振动抑制装置 螺旋列板 混输流体 热力学计算 浮式平台
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