柔性立管内部骨架层径向承载能力计算研究 被引量：3

1

作者 徐孝轩 佘振兴 +4 位作者 黄玫 邱伟伟 罗晓兰 王懿 赵宏林 《石油机械》 北大核心 2019年第10期33-37,共5页

骨架层作为非粘接柔性立管的最内层结构,其主要失效形式是径向压溃。为了探讨骨架层的径向承载能力,以铁木辛柯弹性稳定理论为基础,通过模型简化及刚度等效方法,建立了非粘接柔性立管骨架层的理论模型,求得其在静水压力作用下的临界压... 骨架层作为非粘接柔性立管的最内层结构,其主要失效形式是径向压溃。为了探讨骨架层的径向承载能力,以铁木辛柯弹性稳定理论为基础,通过模型简化及刚度等效方法,建立了非粘接柔性立管骨架层的理论模型,求得其在静水压力作用下的临界压溃值。针对理论模型无法计入层间接触、材料非线性及初始椭圆度等因素,利用ABAQUS建立骨架层的三维有限元数值模型,分析了骨架层的材料非线性和初始椭圆度对骨架层径向失效的影响。分析结果表明:材料非线性会较大幅度地降低骨架层的临界压溃值;随着初始椭圆度的增大,骨架层临界压溃值减小。利用多层厚壁圆筒模型计算出骨架层在不同初始椭圆度下,考虑材料非线性柔性立管所能下放铺设的适用水深,实现了其工程应用。所得结果可为柔性立管的安全使用提供参考。 展开更多

关键词 非粘接柔性立管 骨架层 临界压溃值 材料非线性 椭圆度

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非黏结柔性立管内部骨架层失效研究进展 被引量：1

2

作者 徐孝轩 李文博 +2 位作者 程子云 罗晓兰 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第8期48-54,59,共8页

非黏结柔性立管是水下生产系统的重要组成部分,骨架层作为非黏结柔性立管最内层的运输通道,一旦失效将对整个立管结构产生破坏,给海洋油气生产系统带来巨大的经济损失。骨架层主要失效方式分为径向压溃失效与轴向撕裂失效2种。分析了骨... 非黏结柔性立管是水下生产系统的重要组成部分,骨架层作为非黏结柔性立管最内层的运输通道,一旦失效将对整个立管结构产生破坏,给海洋油气生产系统带来巨大的经济损失。骨架层主要失效方式分为径向压溃失效与轴向撕裂失效2种。分析了骨架层径向压溃失效与轴向撕裂失效的机理,基于理论模型,对骨架层失效的国内外研究现状进行归纳总结,并提出以下建议:建立骨架层轴向失效理论模型及完整立管模型;在多载荷作用下对骨架层进行研究分析,完善并简化其等效模型;对不同立管结构进行更多的失效试验。 展开更多

关键词 非黏结柔性立管 骨架层 径向压溃 轴向撕裂 失效

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诱发扭矩下连续管螺旋屈曲研究 被引量：7

3

作者 秦桦 安晨 +3 位作者 管锋 黄羿璇 刘少胡 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第8期107-112,共6页

连续管在受到首端压力时会发生屈曲,并在随后的行进过程中产生诱发扭矩,诱发扭矩可能影响油管形态进而影响实际钻井和完井过程,研究诱发扭矩对连续管在井眼中行进非常必要。在假设连续管初始形态为正弦形态、受外部载荷作用后由正弦屈... 连续管在受到首端压力时会发生屈曲,并在随后的行进过程中产生诱发扭矩,诱发扭矩可能影响油管形态进而影响实际钻井和完井过程,研究诱发扭矩对连续管在井眼中行进非常必要。在假设连续管初始形态为正弦形态、受外部载荷作用后由正弦屈曲变成螺旋屈曲形态的基础上,推导了水平井中考虑诱发扭矩影响后的连续管螺旋屈曲新公式,并通过计算和分析钢丝屈曲试验数据发现,考虑诱发扭矩影响后微分方程结果退化后与只考虑轴向载荷的相关文献的结果一致,表明诱发扭矩对连续管螺旋屈曲行进无影响。分析了试验中螺旋反转次数和理论上螺旋反转次数不同的原因。研究结果对于理解管柱井下力学行为、改善管柱轴力传递具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 连续管 诱发扭矩 螺旋屈曲 微分方程 螺旋反转

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基于试验的连续管下入特性研究 被引量：3

4

作者 秦桦 安晨 +3 位作者 周传喜 刘少胡 程子云 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第9期7-12,共6页

连续管在井下受力复杂,其在下放过程中因受到重力、液体阻力、弯矩和扭矩等各种载荷以及温度、压力等环境因素的共同作用容易发生屈曲变形,因此研究连续管的下放特性对于选择合适的连续管尺寸和首端注入载荷具有非常重要的意义。在已有... 连续管在井下受力复杂,其在下放过程中因受到重力、液体阻力、弯矩和扭矩等各种载荷以及温度、压力等环境因素的共同作用容易发生屈曲变形,因此研究连续管的下放特性对于选择合适的连续管尺寸和首端注入载荷具有非常重要的意义。在已有试验数据和试验现象的基础上,使用微元法得到竖直管段中钢丝轴力的传递公式,由于弯曲段中钢丝基本只发生正弦屈曲,通过不同钢丝在弯管轴力传递情况对比,确定了弯曲管段中钢丝绳正弦屈曲的幅值为2。依据试验现象对现有末端自由的螺旋屈曲接触力公式进行修正,得到了符合工程实际的全管段轴力传递模型。根据得到的轴力传递模型,进行了实际连续管下入深度计算分析,分析了不同尺寸的连续管在不同管线内壁摩擦因数下的最大下入深度。研究结果对连续管井下力学行为的进一步分析具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 连续管 弯管 正弦屈曲 螺旋屈曲 修正系数 下入深度

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基于OrcaFlex的深水采油树下放安装过程仿真研究 被引量：16

5

作者 脱浩虎 李华 +4 位作者 张赢今 秦桦 顾继俊 王莹莹 段梦兰 《石油机械》 2017年第3期58-62,共5页

深水采油树的安装受到水温、波浪和海流等环境因素的影响,不同环境下其安装过程中所产生的偏移量和受力等都不尽相同。为了采油树的安全下放及其精准安装,研究不同环境因素对钻杆偏移量和受力的影响显得非常必要。为此,采用OrcaFlex软... 深水采油树的安装受到水温、波浪和海流等环境因素的影响,不同环境下其安装过程中所产生的偏移量和受力等都不尽相同。为了采油树的安全下放及其精准安装,研究不同环境因素对钻杆偏移量和受力的影响显得非常必要。为此,采用OrcaFlex软件建立了1 500 m水深时采油树下放安装过程的数值模型,研究不同环境因素对安装钻杆的偏移和受力的影响。研究结果表明:波浪方向和来流方向对钻杆偏移量的大小影响很小;海水流速和浪高对于钻杆的偏移量则有着相对明显的影响,且是随着流速和浪高的增大而增大的;在钻杆受力方面,流速和流向对钻柱的受力影响很小,而浪高和波浪方向对钻柱受力则有较大影响,并且随着夹角和浪高的增大而增大。研究结果对采油树的下放安装具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 深水采油树 安装 钻杆 偏移 受力 OrcaFlex

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非黏结柔性立管骨架层摩擦损失研究 被引量：2

6

作者 李文博 刘军鹏 +1 位作者 罗晓兰 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第5期47-53,共7页

随着海洋油气资源不断开发,非黏结柔性立管的应用也越来越广泛。当水面上吊装柔性立管的船舶发生不规则运动时,连接在船舶下部的柔性立管会承受变化的轴向载荷。骨架层作为非黏结柔性立管最内层结构,由于其几何形状的特殊性,在外载荷作... 随着海洋油气资源不断开发,非黏结柔性立管的应用也越来越广泛。当水面上吊装柔性立管的船舶发生不规则运动时,连接在船舶下部的柔性立管会承受变化的轴向载荷。骨架层作为非黏结柔性立管最内层结构,由于其几何形状的特殊性,在外载荷作用下相邻表面会出现接触从而引起摩擦。鉴于此,针对骨架层螺旋带结构建立相应的骨架层力学计算模型,对骨架层施加变化的轴向力,借助ABAQUS有限元软件分析骨架层在变化轴向力作用下应力应变和不同情况下的摩擦损失。当摩擦因数在0.15~0.20区间内时,摩擦力做功最大;当摩擦因数大于0.25时,摩擦力做功随着摩擦因数的增加逐渐减小;对骨架层施加径向外压在5 MPa以内时,其外部压力变化对摩擦力做功没有太大影响;摩擦损失因子随着摩擦因数增大而逐渐增大,当摩擦因数大于0.20时,摩擦因数的变化对摩擦损失因子改变影响较小。研究结果可为骨架层端部失效及工程设计制造时的强度计算提供依据。 展开更多

关键词 柔性立管 骨架层 轴向载荷 摩擦损失 ABAQUS

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基于微分变换法的海洋立管模态参数影响分析 被引量：3

7

作者 陈文礼 周性坤 +1 位作者 郑苗子 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第1期33-39,共7页

为探究海洋立管模态参数(固有频率及振型)随结构参数(立管长度及弯曲刚度)、轴向张力(恒张力及变张力)、弹性约束刚度(扭转刚度及线性刚度)和附加质量系数的变化规律,将海洋立管简化为轴向张紧的细长梁力学模型,利用微分变换法对其自由... 为探究海洋立管模态参数(固有频率及振型)随结构参数(立管长度及弯曲刚度)、轴向张力(恒张力及变张力)、弹性约束刚度(扭转刚度及线性刚度)和附加质量系数的变化规律,将海洋立管简化为轴向张紧的细长梁力学模型,利用微分变换法对其自由振动控制方程进行数值求解。研究结果表明:微分变换法具有收敛速度快和精确度高等优点;海洋立管固有频率随立管长度增加而降低,随立管弯曲刚度和上、下两端约束弹簧刚度的增加而增大,随海水附加质量系数增大而减小。运用微分变换法可很好地分析海洋立管模态参数随各影响因素的变化趋势,这为海洋立管的涡激振动分析及设计提供了重要参考。 展开更多

关键词 海洋立管 微分变换法 模态参数 影响规律

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海底光电复合缆的落锚撞击试验与仿真研究 被引量：5

8

作者 刘晓霞 高强 +3 位作者 脱浩虎 任晖邦 徐健 张涛 《石油机械》 2017年第1期62-69,共8页

为了解决船锚损害海底电缆的问题,选取海底光电复合缆和不同质量的船锚,设计了一套落锚撞击海缆的试验装置。首先在潮间带的海滩砂土上进行现场撞击试验,得到不同冲击能量下海军锚撞击海缆的破坏规律;然后采用ABAQUS建立船锚-海缆-海床... 为了解决船锚损害海底电缆的问题,选取海底光电复合缆和不同质量的船锚,设计了一套落锚撞击海缆的试验装置。首先在潮间带的海滩砂土上进行现场撞击试验,得到不同冲击能量下海军锚撞击海缆的破坏规律;然后采用ABAQUS建立船锚-海缆-海床的冲击动力学有限元计算模型,得到了撞击过程中铠装层和光单元截面变形量的时程曲线,截面最终变形量与现场试验结果吻合。研究结果表明:船锚撞击复合缆时会产生撞击点局部凹陷和海底电缆的整体弯曲变形;局部凹陷对海底电缆造成了主要损伤,可根据铠装层的变形率来评估内部缆芯的损伤情况。研究方法和结果对研究海底光电复合缆的抗机械冲击性具有一定的指导意义和工程价值。 展开更多

关键词 海底光电复合缆 船锚 撞击试验 结构损伤 有限元分析

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基于全生命周期的海洋油气项目集风险管理 被引量：6

9

作者 郭放 段梦兰 张龙 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期148-153,共6页

为了强化海洋油气项目集的风险管理,以海洋油气田固定区块开发为范围,基于甲方油气田单位和乙方服务单位立场,对项目集进行全生命周期的风险管理;将海洋油气项目集生命周期划分为6个阶段;提出了滚动风险管理模式,给出各阶段风险分解结... 为了强化海洋油气项目集的风险管理,以海洋油气田固定区块开发为范围,基于甲方油气田单位和乙方服务单位立场,对项目集进行全生命周期的风险管理;将海洋油气项目集生命周期划分为6个阶段;提出了滚动风险管理模式,给出各阶段风险分解结构和风险应对策略;以时间、成本、质量为控制要素,建立项目整体风险动态评估方法。研究结果表明:通过生命周期6个阶段和整体2级动态迭代风险控制,能更早发现项目集各级过程风险,有助于避免或降低风险事故带来的损失,更有效地保障项目集收益和组织战略实现,可为我国海上油气田开发风险管理提供新参考。 展开更多

关键词 海洋油气 项目集 全生命周期 滚动风险管理 整体风险动态管理

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复合材料缠绕修复腐蚀管道的有限元模型研究 被引量：7

10

作者 施奇林 段梦兰 +2 位作者 钟朝伟 张玉 欧阳赛赛 《石油机械》 2017年第9期110-116,共7页

复合材料修复管道技术具有修复时间短、修复工艺简单以及修复成本低等优势。为了研究复合材料缠绕修复腐蚀管道的失效机理,采用ABAQUS软件中的Cohesive单元建立了新型复合材料修复计算模型,通过其子程序USDFLD编写了复合材料失效Hashin... 复合材料修复管道技术具有修复时间短、修复工艺简单以及修复成本低等优势。为了研究复合材料缠绕修复腐蚀管道的失效机理,采用ABAQUS软件中的Cohesive单元建立了新型复合材料修复计算模型,通过其子程序USDFLD编写了复合材料失效Hashin准则,进而可对复合材料修复后的界面破坏失效模式进行判断。同时进行了玻璃纤维缠绕修复腐蚀管道的拉伸试验,用试验结果对有限元的模型的分析结果进行验证。分析结果表明:在研究复合材料缠绕修复腐蚀管道时,有限元模型界面应采用Cohesive单元,连接方式应采用tie约束连接;复合材料使用Hashin准则判断失效时,可以更加清楚地了解管道的失效模式;当管道承受拉伸时,粘接层会先发生脱粘现象。管道在内压载荷作用时,复合材料最内层基体首先开裂,然后逐渐向外扩散,并且管道爆破时,复合材料层未发生完全失效。所得结论可对复合材料缠绕修复管道的后续研究提供数值支撑。 展开更多

关键词 复合材料缠绕修复 腐蚀管道 失效模式 Hashin准则 Cohesive单元 脱粘

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复合材料对海洋管线裂纹的修复效果分析 被引量：3

11

作者 张凯 张玉 +1 位作者 刘亚男 欧阳赛赛 《石油机械》 2017年第4期48-54,共7页

海洋管道复合材料修复过程中,考虑管道裂纹长度和工作压力是保证复合材料修复效果的重要因素,但是由于初始裂纹方向的不确定性,有必要研究裂纹方向对复合材料修复效果的影响。运用有限元软件对局部立管模型的碳纤维增强型复合材料修复... 海洋管道复合材料修复过程中,考虑管道裂纹长度和工作压力是保证复合材料修复效果的重要因素,但是由于初始裂纹方向的不确定性,有必要研究裂纹方向对复合材料修复效果的影响。运用有限元软件对局部立管模型的碳纤维增强型复合材料修复模型进行分析,通过对比裂纹尖端的应力强度因子完成修复效果的评估。研究结果表明:除了工作压力和裂纹长度外,裂纹方向也会影响复合材料的修复效果。当工作压力较低时,复合材料修复效果随着初始裂纹与立管轴线夹角的减小而显著增强。对于与立管轴线夹角比较大的裂纹在进行复合材料修复时可以不考虑工作压力变化对修复效果的影响。研究结果对海洋立管复合材料修复方法的设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 海洋立管 复合材料 缺陷修复 初始裂纹方向 应力强度因子

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双层土中自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力计算新方法 被引量：7

12

作者 王懿 臧孟 +2 位作者 宋林松 段梦兰 罗晓兰 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期137-144,共8页

基于CEL的桩靴拔桩过程有限元数值模拟分析,总结了双层土中自升式钻井平台拔桩时桩靴极限阻力的影响因素,拟合出一套新的双层土条件下自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力预测公式,该公式将桩靴极限拔桩阻力分解为由桩靴上表面极限拔桩阻力... 基于CEL的桩靴拔桩过程有限元数值模拟分析,总结了双层土中自升式钻井平台拔桩时桩靴极限阻力的影响因素,拟合出一套新的双层土条件下自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力预测公式,该公式将桩靴极限拔桩阻力分解为由桩靴上表面极限拔桩阻力、桩靴下表面极限吸附力和桩靴侧面最大摩擦力等3部分相加得到。其中,桩靴上表面极限拔桩阻力计算公式考虑了桩靴面积、土层抗剪强度和硬土层厚度等关键因素,桩靴下表面极限吸附力计算公式考虑了土体固结时间、渗透系数和桩靴入泥深度等关键因素。本文所提出的双层土中自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力预测公式计算结果与离心机模型试验结果之间的相对误差为8.7%,验证了本文预测公式的正确性。本文研究成果可为自升式钻井平台在双层土复杂地层中拔桩时最大阻力预测提供参考。 展开更多

关键词 自升式钻井平台 双层土 拔桩作业 极限拔桩阻力 极限吸附力 计算公式

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极地冷海钻井技术挑战及关键技术 被引量：15

13

作者 杨进 路保平 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1-7,共7页

北极冷海地区油气资源丰富,是目前国际石油公司关注的热点,了解极地冷海钻井技术挑战和关键技术现状,对推进极地冷海钻井技术进步、实现极地冷海油气资源的高效开发具有重要意义。为此,通过大量文献调研和实地考察,分析了国内外极地冷... 北极冷海地区油气资源丰富,是目前国际石油公司关注的热点,了解极地冷海钻井技术挑战和关键技术现状,对推进极地冷海钻井技术进步、实现极地冷海油气资源的高效开发具有重要意义。为此,通过大量文献调研和实地考察,分析了国内外极地冷海钻井装备及关键技术的现状和主要研究进展,得到了以下认识:恶劣的作业环境、长距离的后勤保障和苛刻的环保要求,是极地冷海油气勘探开发面临的首要难题;坐底式平台、人工岛、抗冰自升式平台和浮式平台等是目前极地冷海钻井作业采用的关键装备,低温钻机、全封闭抗冰平台及耐低温新型材料等是极地冷海钻井亟待突破的关键装备及材料。调研分析认为:冻土层钻井技术、低温钻井液和固井技术、万米大位移井钻井技术、极地灾害风险评价及控制技术和钻井废弃物环保排放技术是未来极地冷海钻井技术的主要攻关方向,是实现极地冷海油气资源高效开发的关键。 展开更多

关键词 极地 冷海 低温 冻土层 钻井装备 海上钻井

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非连续压载下黏土层中桩靴承载力变化规律 被引量：7

14

作者 王冬石 袁烨 +2 位作者 徐文祥 谭瑞龙 段梦兰 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期145-150,共6页

设计了一套自升式钻井平台大桩靴插桩模型试验装置,通过改变桩靴加载过程中的加载速度,观测桩靴承载力与加载速度之间的关系,探讨非连续压载工况下软黏土层中桩靴承载力的变化规律和发生快速下沉的原因。研究结果表明:在软黏土层中桩靴... 设计了一套自升式钻井平台大桩靴插桩模型试验装置,通过改变桩靴加载过程中的加载速度,观测桩靴承载力与加载速度之间的关系,探讨非连续压载工况下软黏土层中桩靴承载力的变化规律和发生快速下沉的原因。研究结果表明:在软黏土层中桩靴会发生快速下沉现象;土体固结导致土体抗剪强度增加,从而产生的"人工硬层"是桩靴发生快速下沉的主要原因;加载速度对桩靴下沉有较大影响,加载速度越快,桩靴越容易发生快速下沉,因此在工程实际操作过程中可通过降低压载速度来减小穿刺发生的风险。 展开更多

关键词 自升式钻井平台 大桩靴 插桩模型试验装置 非连续压载 承载力 加载速度 软黏土层 快速下沉

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基于SAX的往复压缩机气阀故障诊断 被引量：4

15

作者 张玉龙 段梦兰 +1 位作者 段礼祥 张丛健 《石油机械》 北大核心 2018年第3期78-83,共6页

传统的时域、频域、时频域分析方法基于振动信号对整个序列时间点分析,忽略了其中一小段时间序列数据变化规律,没有考虑其波形特征,无法有效提取特征。鉴于此,提出了基于符号聚合近似算法(SAX)的故障特征提取方法。该方法对机械振动信号... 传统的时域、频域、时频域分析方法基于振动信号对整个序列时间点分析,忽略了其中一小段时间序列数据变化规律,没有考虑其波形特征,无法有效提取特征。鉴于此,提出了基于符号聚合近似算法(SAX)的故障特征提取方法。该方法对机械振动信号SAX符号化近似表示,之后通过一定长度滑动窗口确定符号串类型,统计符号串频数,作为特征值,最后排列各个特征值,归一化后得到向量,作为该数据样本的特征向量。该方法针对周期序列中一小段数据进行对比,描述其变化规律,挖掘内在信息,形成数据模态,然后对各类模态统计分析,有效提取了原始序列的变化趋势和信息特征,克服了现有方法的不足。对油田现场压缩机气阀振动数据分析处理,用SAX方法提取特征向量后输入网格优化的SVM分类器进行了训练分类,与基于信息熵的特征提取方法进行对比,两者故障分类准确率分别为81.25%和100%。分析结果表明:SAX特征提取方法可以准确有效地提取故障特征,具有更高的故障识别率,基于SAX算法的往复压缩机气阀故障诊断方法具有可行性。所得结论可为压缩机气阀故障信号的进一步分析提供参考。 展开更多

关键词 往复压缩机 气阀 SAX 信息摘 特征值 故障诊断

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“FPSO+CTV+普通油轮”外输作业模式风险分析 被引量：4

16

作者 胡瑾秋 唐静静 +2 位作者 胡忠前 王红红 王莹莹 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期92-97,共6页

“浮式生产系统(FPSO)+原油转驳船(CTV)+普通油轮”外输作业新模式存在双重的碰撞和泄漏风险,为克服现有研究仅将事故视为单个事件的有序发生或潜在因素的层级叠加等问题,提出一种基于功能共振事故模型(FRAM)的CTV卸油模式风险分析方法... “浮式生产系统(FPSO)+原油转驳船(CTV)+普通油轮”外输作业新模式存在双重的碰撞和泄漏风险,为克服现有研究仅将事故视为单个事件的有序发生或潜在因素的层级叠加等问题,提出一种基于功能共振事故模型(FRAM)的CTV卸油模式风险分析方法。首先,基于FRAM的一般性能条件,识别导致CTV卸油事故发生的人员、技术和组织因素;其次,评价功能性能变化,用以确定关键作业环节和事故演化过程;然后,制定性能波动的防控屏障来预防事故发生。研究结果表明:CTV卸油作业存在25类风险因素和2个关键作业环节,且操作人员的综合素质、CTV的靠泊技术、CTV与FPSO间的沟通效果等是诱导事故发生的关键因素。 展开更多

关键词 浮式生产系统(FPSO) 功能共振事故模型(FRAM) 原油转驳船(CTV) 外输作业 风险因素 防控屏障

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基于多目标模糊优化方法的管汇连接优化设计 被引量：1

17

作者 徐孝轩 张涛 +3 位作者 冯永珺 罗晓兰 王懿 司江伟 《石油机械》 北大核心 2019年第2期116-122,共7页

影响管汇布局的因素众多,且深水目标油藏特点的专有性和施工的不确定性,都将对其布局形式产生直接影响。通过对管汇连接设计优化方案的研究,发现多目标模糊优化在管汇连接的工程设计中具有较高的可行性。以西非深水E油田为目标油田,设... 影响管汇布局的因素众多,且深水目标油藏特点的专有性和施工的不确定性,都将对其布局形式产生直接影响。通过对管汇连接设计优化方案的研究,发现多目标模糊优化在管汇连接的工程设计中具有较高的可行性。以西非深水E油田为目标油田,设定工程造价和管道总长度为优化目标,以管汇数量、回路数量、输油管线长度等参数为优化函数变量,并通过MATLAB软件进行程序编写以及对程序输出数据进行分析,获得了管汇布局的优化连接方案,极大地减小了人工计算量,提升了管汇连接设计方案的性能,解决了目前尚未通过精确的理论计算寻找管汇连接的最优化设计方案的问题。研究内容为今后进行管汇布局研究提供了一种可借鉴的方法。 展开更多

关键词 水下生产系统 管汇布局 多目标 模糊数学 优化设计 MATLAB编程

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直接电加热技术在停井时管道瞬态传热分析 被引量：1

18

作者 黄鑫 段梦兰 +1 位作者 安晨 王浩 《石油机械》 北大核心 2019年第8期132-139,共8页

随着油气开采进入深海模式,深水低温高压环境更容易形成水合物并使蜡结晶。如何更好地保障油气运输安全是油气开采以来不断探索的学科与工程问题。目前,国外正在大量使用直接电加热(DEH)技术来解决管道保温问题。鉴于此,从传热学的角度... 随着油气开采进入深海模式,深水低温高压环境更容易形成水合物并使蜡结晶。如何更好地保障油气运输安全是油气开采以来不断探索的学科与工程问题。目前,国外正在大量使用直接电加热(DEH)技术来解决管道保温问题。鉴于此,从传热学的角度出发,研究了在电磁、热、流三大物理场共同作用下的DEH技术。通过建立电磁热耦合模型,研究了DEH技术应用于瞬态停井工况下整个管道温度的变化规律,得到了加热电流、加热时间和温度三者之间的相互关系。计算结果表明:DEH的加热效率先慢后快,升温效果显著;加热电流越大,油液升温效果越明显,但加热时间过短,过高的加热电流对加热效果影响不大;对比自然温降曲线,在36 h之后会达到水合物和蜡结晶生成的临界温度,而采用了1 000 A电流的DEH技术后,整条管道始终维持正常工作的温度状态。研究结果为DEH的实际工程设计提供了重要参考依据。 展开更多

关键词 深水 直接电加热 电磁热效应 沿程温降 瞬态传热 耦合

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基于离散时间描述的电石法聚氯乙烯生产的计划优化 被引量：1

19

作者 王宇红 连雪 +3 位作者 高小永 冯振辉 黄德先 拜建勋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1597-1604,共8页

目前,电石法聚氯乙烯(PVC)的计划优化问题少有研究。为解决这一问题,本文建立了电石法PVC全流程生产过程多周期的计划优化模型,即混合整数非线性规划(MINLP)。电石法PVC的全流程生产过程,包括原料供应、电石生产、盐水电解、氯乙烯(VCM... 目前,电石法聚氯乙烯(PVC)的计划优化问题少有研究。为解决这一问题,本文建立了电石法PVC全流程生产过程多周期的计划优化模型,即混合整数非线性规划(MINLP)。电石法PVC的全流程生产过程,包括原料供应、电石生产、盐水电解、氯乙烯(VCM)聚合以及PVC的交货。基于离散时间的表示方式,考虑原料成本、库存成本、交货延迟成本以及电耗成本,以成本最小为目标,合理分配生产设备的工作状态与生产速率、电量供应与原料供应等问题。为降低能量损耗,提高企业的经济效益,根据工业实际数据,给出了电石炉与电解槽非线性耗电特性的描述分析。最后,通过计划优化案例的求解和分析,所提出的全流程模型在能耗方面比单独优化降低了9.0%,总成本降低了8.1%,验证了所提模型的可行性。 展开更多

关键词 电解 过程系统 聚合 聚氯乙烯 计划优化

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水下采油树油管悬挂器K形金属密封环密封性能模拟分析 被引量：21

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作者 秦桦 安晨 +3 位作者 徐健 段梦兰 叶天源 李华 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期141-148,共8页

水下采油树油管悬挂器的密封性能直接关系到水下采油树工作的可靠性,密封一旦失效,将会导致生产通道中的原油及生产过程中注入的化学试剂发生泄漏,造成环境污染。本文利用ABAQUS软件建立了真实工况下(最大水深1 500 m,压力等级69 MPa,... 水下采油树油管悬挂器的密封性能直接关系到水下采油树工作的可靠性,密封一旦失效,将会导致生产通道中的原油及生产过程中注入的化学试剂发生泄漏,造成环境污染。本文利用ABAQUS软件建立了真实工况下(最大水深1 500 m,压力等级69 MPa,温度等级180℃)水下采油树油管悬挂器K形金属密封环的有限元模型,分析了不同初始过盈量、工作压力和工作温度对金属密封环最大Mises应力和最大接触应力的影响。分析结果表明,K形金属密封环的最大Mises应力和两侧的最大接触应力随着工作压力的增加而增加,最大Mises应力和外侧的最大接触应力随着过盈量的增大而减小,内侧的最大接触应力则随着过盈量的增大而增大,而工作温度对其影响不大。在不同工作温度和过盈量一定的条件下,当工作压强小于40MPa时,K形金属密封环两侧的最大接触应力均超过介质压力的2~3倍,而当工作压强大于40 MPa时,K形金属密封环外侧的最大接触应力超过介质压力的10倍,因此K形金属密封环在各种工况下均能满足密封准则,能对油管挂形成良好的密封。本文研究结果对水下采油树油管悬挂器的密封设计有一定的指导意义。 展开更多

关键词 水下采油树 油管悬挂器 K形金属密封环 密封性能 有限元分析 过盈量 工作压强 工作温度 Mises应力 接触应力

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