2000m超深水水下分离器泄漏油气扩散特性研究 被引量：7

1

作者 李新宏 李秀美 +1 位作者 陈国明 朱红卫 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期38-43,共6页

深水水下分离器服役过程中由于腐蚀、地质灾害和环境高压作用,存在失效泄漏风险。针对2 000 m超深水水下分离器可能存在的失效泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立分离器失效泄漏后果数值仿真分析模型,对分离器泄漏场景进行模拟与... 深水水下分离器服役过程中由于腐蚀、地质灾害和环境高压作用,存在失效泄漏风险。针对2 000 m超深水水下分离器可能存在的失效泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立分离器失效泄漏后果数值仿真分析模型,对分离器泄漏场景进行模拟与分析,研究2 000 m水深条件下分离器泄漏油气扩散规律,并考虑不同泄漏位置对油气扩散行为的影响。结果表明:水下分离器泄漏包括压力扩散和自由扩散两个阶段,压力扩散阶段历时极短,自由扩散阶段耗时较长;泄漏口位置对泄漏结果有较为明显的影响,分离器上部泄漏,油气全部溢出,分离器中下部泄漏,大部分油气保留于分离器内部,最终形成分明的油气水界面;分离器内部压力随时间迅速上升,t=0.25 s左右接近于20MPa,后期在20 MPa左右呈极微小波动,泄漏速率随分离器内部压力增大迅速减小,达到最低点之后,呈微小波动状变化。 展开更多

关键词 深水 水下分离器 失效泄漏 油气扩散 数值仿真

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基于分析设计直接法的水下分离器结构总体塑性变形校核 被引量：6

2

作者 李志刚 刘培林 +2 位作者 高杰 李伟 陈国明 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期137-140,共4页

借助欧盟压力容器标准EN13445-3分析设计直接法,研究水下分离器结构总体塑性变形,建立水下分离器数值模型,采用高压试验的方法对数值模型计算精度进行分析。结果表明:建立的水下分离器数值模型计算结果与试验结果平均误差不超过5%,具有... 借助欧盟压力容器标准EN13445-3分析设计直接法,研究水下分离器结构总体塑性变形,建立水下分离器数值模型,采用高压试验的方法对数值模型计算精度进行分析。结果表明:建立的水下分离器数值模型计算结果与试验结果平均误差不超过5%,具有较高的计算精度;水下分离器结构整体塑性能够通过校核,且具有一定的安全余量。 展开更多

关键词 水下分离器 分析设计直接法 总体塑性变形 结构

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深水水下分离器的试验研究 被引量：1

3

作者 刘培林 何利民 +2 位作者 周凯 罗小明 王立满 《石油机械》 北大核心 2013年第4期45-49,共5页

为了解深水水下分离器的工艺性能和分离效果,对其进行了室内试验研究。根据相似理论,制作了分离器试验样机。在给出试验流程和试验条件后,确定了3个试验目标,即气相逃逸量、液相流动和油水分离效率。试验结果表明,入口预分离构件内部形... 为了解深水水下分离器的工艺性能和分离效果,对其进行了室内试验研究。根据相似理论,制作了分离器试验样机。在给出试验流程和试验条件后,确定了3个试验目标,即气相逃逸量、液相流动和油水分离效率。试验结果表明,入口预分离构件内部形成较为稳定的气相流场,气相的分离效率在90%以上;布液管起到了布液和改变流向的作用;整流构件对液相流速进行了规整,分离器的油水分离效果和稳定性较佳,在重复性试验中,水中含油质量浓度和油中含水体积分数均稳定在较低的范围内。 展开更多

关键词 水下分离器 油水分离 气液分离 逃逸率 布液 整流 室内试验

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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

4

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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超深水水下分离器摆锤法下放风险分析 被引量：4

5

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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2000m超深水水下分离器承压结构强度分析 被引量：12

6

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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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

7

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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局部凹陷对水下分离器极限承载力的影响 被引量：1

8

作者 姜玖辉 严超宇 +2 位作者 仇晨 魏耀东 陈建义 《石油机械》 北大核心 2013年第6期39-42,48,共5页

为了研究局部凹陷对水下分离器极限承载力的影响,以某无肋骨光壳深水水下分离器为研究对象,建立了含有局部缺陷的水下分离器圆柱壳有限元模型,分析了缺陷轴向长度、周向角度、缺陷深度及周向成对分布缺陷等因素对极限承载力的影响。分... 为了研究局部凹陷对水下分离器极限承载力的影响,以某无肋骨光壳深水水下分离器为研究对象,建立了含有局部缺陷的水下分离器圆柱壳有限元模型,分析了缺陷轴向长度、周向角度、缺陷深度及周向成对分布缺陷等因素对极限承载力的影响。分析结果认为,当缺陷轴向长度和周向角度一定时,随着深度幅值的增大,极限承载力下降明显;当缺陷深度和周向角度一定时,随着轴向长度的增大,极限承载力下降,其下降趋势趋于缓慢;当缺陷沿周向成对分布时,随着周向中心夹角的增大,圆柱壳的极限承载力呈驼峰曲线分布;当中心夹角相差90°时,极限承载力达到最大值。 展开更多

关键词 水下分离器 极限承载力 局部凹陷 缺陷深度 周向角度 有限元

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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

9

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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基于粒径测量方法的水下气液旋流分离器分离性能评价 被引量：2

10

作者 王韬杰 何利民 +1 位作者 陈建磊 胡康 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期105-110,共6页

利用在线激光粒度仪并结合粒径测量方法对深水水下气液旋流分离器的分离性能进行了评价,考察了入口气速和入口液滴粒径对分离性能的影响。结果表明:出口液滴粒径大小和出口含液体积分数高低是评价分离器分离性能的重要参数;分离器入口... 利用在线激光粒度仪并结合粒径测量方法对深水水下气液旋流分离器的分离性能进行了评价,考察了入口气速和入口液滴粒径对分离性能的影响。结果表明:出口液滴粒径大小和出口含液体积分数高低是评价分离器分离性能的重要参数;分离器入口和出口液滴粒径符合对数正态分布;出口液滴粒径和出口含液体积分数随入口气速的增大而减小,并最终趋于稳定;入口液滴粒径的大小仅影响出口含液体积分数,对出口液滴粒径几乎无影响;当出口液滴粒径相同时,可通过对比出口含液体积分数的高低判断分离器分离性能的优劣。 展开更多

关键词 水下气液旋流分离器 粒径测量 液滴粒径 含液体积分数 分离性能评价

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水下生产系统发展现状和研究热点 被引量：65

11

作者 李志刚 贾鹏 +2 位作者 王洪海 张宁 王立权 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期944-952,共9页

针对传统海上生产平台存在建设周期长、成本高和抵抗灾害能力弱等问题,水下生产系统逐渐成为深水油气资源开发的主流模式。本文总结了水下生产系统的发展历程及其国内外发展现状,归纳了全液压式、电液复合式和全电式水下生产系统的特点... 针对传统海上生产平台存在建设周期长、成本高和抵抗灾害能力弱等问题,水下生产系统逐渐成为深水油气资源开发的主流模式。本文总结了水下生产系统的发展历程及其国内外发展现状,归纳了全液压式、电液复合式和全电式水下生产系统的特点,包括其工作原理及组成部分的变化,总结了其优点和不足。讨论了目前的研究热点,含有水下分离技术、水下电力输送技术和水下多相增压技术等。研究表明:电液复合式水下生产系统应用最为广泛,而全电式水下生产系统成为未来的发展趋势。 展开更多

关键词 水下生产系统 水下采油树 水下管汇 水下分离器 水下控制系统 脐带缆 水下电力输送 水下多相增压

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