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题名旋转输流管中管结构强迫振动的格林函数解
被引量：3
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作者
范谨铭
常学平
陈美
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机构
西南石油大学机电工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第13期17-25,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51674216)。
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文摘
基于Hamilton原理建立了计入气-液双相流、轴向外载及自旋角速度影响的管中管动力学控制方程。采用格林函数法,获得了系统双向耦合振动的解析解,得到的四个格林函数基础解适用于各种边界条件。首先验证了此方法的可靠性,然后利用系统的格林函数解,分析了内流气体体积分数、双相流流速、轴向压力、弹簧刚度系数等参数对管中管系统动力学特性的影响。结果表明,旋转系统在非受力向产生了响应,且各参数对系统的响应有着明显的影响;流速和转速的共同作用使得耦合系统产生了特殊的共振带,工程中需要选取远离共振带的转速与流速以避免失稳与破坏。
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关键词
格林函数法
管中管结构
旋转管
双相流
强迫振动
拉普拉斯变换
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Keywords
Green’s function
pipe-in-pipe structure
rotating pipe
two-phase flow
forced vibration
Laplace transform
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分类号
O321
[理学—一般力学与力学基础]
O326
[理学—一般力学与力学基础]
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题名深水测试管柱内管横向动态特性
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作者
孙巧雷
金雨杰
刘语维
田杰
冯定
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机构
长江大学机械工程学院
湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心
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出处
《中国海上油气》
北大核心
2025年第3期244-253,共10页
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基金
湖北省自然科学基金项目“动边界作用下的深水管中管接触碰撞特性研究(编号:2021CFB180)”
湖北省高价值知识产权培育工程项目“海洋油气钻完井关键工具研制及应用研究(编号:20210101)”
油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)“深水测试气井地面流程气液固三相流动与安全保障研究(编号:PLN2022-16)”部分研究成果。
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文摘
深水测试管柱的性能直接影响测试系统的安全性。为了掌握深水测试管柱管中管结构中的内管在载荷作用下的横向动态特性,建立了测试管柱管中管三维有限元分析模型,通过搭建管中管力学与流体流动性能测试台架开展实验对比,验证了有限元模型的可靠性;基于该模型进一步分析不同因素对深水测试管柱内管横向振动响应的影响。结果表明:(1)内管壁厚对内管的影响明显,壁厚增加,在各个时刻,内管位移响应减小,且随时间呈周期性变化特征;(2)波浪波高增加在一定程度上增大了波流载荷,内管的位移响应增大但振动周期保持不变;(3)作业水深在1000~1300 m内,不同作业水深工况下,内管30 cm处位移变化的总体趋势基本一致,且随作业水深增加而增大;(4)顶张力有助于增加管柱的整体横向刚度及振动阻尼,增大顶张力,管柱的横向最大变形、位移动力响应均减小。研究为深水测试作业动力学模型的完善以及测试作业的极限工况提供了一定的理论支撑。
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关键词
深水测试管柱
管中管结构
横向振动
振幅
最大位移
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Keywords
deep-water test string
pipe-in-pipe
lateral vibration
vibration amplitude
maximum displacement
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分类号
TE375
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
P751
[交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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题名深水钻井管柱系统动力学分析与设计方法研究
被引量：15
- 3
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作者
廖茂林
周英操
苏义脑
连志龙
蒋宏伟
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机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期56-62,共7页
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基金
国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目“海洋深水油气安全高效钻完井基础研究”(编号:2015CB251206)资助
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文摘
深水钻井过程中,从平台延伸到井底的钻柱会在不同深度处与隔水管或井筒发生多点碰撞和摩擦,呈现出接触非线性特征.为了准确掌握深水钻井管柱系统的非线性动力学特性,将其简化为管中管结构,并提出了对应的管柱动力学模型.采用Abaqus有限元软件,对建立的管柱动力学模型进行动态响应模拟,并将模拟结果导入Isight优化软件,进行基于可靠度分析的多目标优化设计,确定出在工程可行性和安全可靠性方面都满足要求的设计参数组合.研究发现,相比于单独考虑隔水管的模型,提出的管中管模型所模拟的管柱系统整体变形程度较小,说明内外管柱之间的相互作用对深水钻井管柱系统的整体偏移有抑制作用;此外,提出的基于可靠度分析的多目标优化设计方法,可以避免优化设计结果因靠近约束边界而在参数波动情况下失效的问题.
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关键词
管柱力学
深水钻井
动力学分析
管中管结构
多目标优化
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Keywords
string mechanics
deepwater drilling
dynamic analysis
pipe-in-pipe structure
multi-objective optimization
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分类号
TE921+.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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