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题名基于流固耦合的水下发球管汇力学及振动特性分析
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作者
鞠朋朋
柳英明
张欢
李林
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机构
海洋石油工程股份有限公司设计院
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第4期1471-1479,共9页
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基金
国家工信部高技术船舶科研项目(2019GXB01-01)。
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文摘
水下发球系统具有可利用生产流体发球、不停井发球的优势,在现阶段与未来海洋油气开发具有广阔的应用前景。水下发球管汇结构复杂,存在多处弯管、变径三通,生产流体压力高,而发球工艺操作引起的管汇结构变形与振动情况尚不清晰。采用数值模拟的方法,计算了某水下发球管汇在发球工况中,流固耦合条件下管汇结构的位移、应力分布及振动情况。发现阀门的开关瞬间是压力变化幅度最大的特征时刻,也是引起管道位移、振动情况最严重的特征时刻;明确了管道结构风险位点为管汇结构末端,最大位移约为5.69 mm,主要由X方向贡献,最大等效应力为233.13 MPa,主要集中分布在T型管、弯管内侧处;提出了针对性的优化支撑方案,管汇结构最大位移降低至3.53 mm,低阶模态频率增幅约为1.74%~20.54%,说明管汇结构的安全性得到了提高。研究成果可为水下发球管汇的设计、运行提供理论依据。
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关键词
数值模拟
流固耦合
水下发球管汇
力学特性
振动特性
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Keywords
numerical simulation
fluid-structure interaction
underwater pigging manifold
mechanical properties
vibration characteristic
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分类号
TE985
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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