海洋油田水下集输-立管内两相流冲击力预测模型

目的分析两相流引起的冲击力与管道固有频率的流固耦合特性。方法针对海洋油田水下集输-立管系统内严重段塞流这一不稳定流动,通过构建气液两相流固耦合预测模型,分析管内段塞频率、管外涡街频率等流动特性与管道固有频率的关系,获取严重段塞流不同阶段对管道的冲击力特性。结果在水平方向上,管道所受冲击力最大部位为水平管与下倾管连接处,约为703.3 N;在垂直方向上,管道所受冲击力最大部位为下倾管底部与立管连接处,约为-993.5 N。管道所受冲击力与管内两相流引发的压力波动存在明显的一致性,在液塞喷发阶段,会引起整个管道冲击力的剧增。结论严重段塞流同一周期内,不同流动阶段所引发的管道振动特性不同,且不可忽视,在实际海管设计及使用过程中,需要结合管道运行工况对海管振动特性进行综合评估。     

复杂气井套管力学分析与可靠度评价

为建立考虑地层和套管参数随机性的套管可靠度评价理论方法，以便得到复杂井况下套管传统设计安全系数与可靠指标之间的关系，提出了非均匀地应力和内压联合作用下，沿套管最大外挤力方向管壁任意位置发生屈服失效时外壁等效均匀外挤力的计算方法；建立了套管抗挤和抗内压三轴强度计算公式以及有效内压计算方法；根据套管载荷和强度影响因素统计参数以及评价过程中参数测试标准值，利用蒙特卡洛法（MC）建立了完整的套管可靠度计算和评价方法；通过实例对传统安全系数与可靠指标的对应关系进行了研究。研究结果表明:指定条件下，套管安全系数与可靠指标之间存在对应关系；利用建立的方法编制计算程序可以为传统设计法中安全系数代表的安全程度进行量化；可靠度评价方法能够为安全系数的选取提供指导。     

油气输送焊管残余应力测试与安全评价方法研究

针对油气输送焊管残余应力测试与评估技术难题,采用机械切割应力释放法对不同成型工艺和状态焊管的残余应力进行了测试分析对比,结果表明:UOE焊管的残余应力分布水平较低;ERW焊管次之;SSAW焊管的残余应力分布范围较广,有高有低。不同管型和成型工艺及水压试验状态具有明显不同的残余应力分布特征,在进行焊管安全评价时必须区别对待。根据残余应力实测结果提出了焊管安全评价时残余应力的取值建议。研究结果对管道设计、安全分析与评价、焊管残余应力的改善、控制及焊管合理选用具有重要工程意义。     

油气管道完整性管理技术及其进展

阐明油气管道完整性管理的概念、技术内涵及意义。提出油气管道完整性管理的技术流程;指出油气管道完整性管理应包括油气管道的GIS和数据库、风险评价、基于风险检测、适用性评价、管道地质灾害评估、管道维护决策及应急响应等关键技术;评述了国内外油气管道关键技术的研究进展。对进一步完善和发展管道完整性管理技术,加快管道完整性管理法规和标准体系的建设提出了合理化建议。     

冷却速度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

弯管是油气输送管道的重要组成构件之一。冷却速度的快慢决定弯管材料的最终性能 ,是感应加热弯管的关键参数。为确定合适的冷却速度范围 ,研究了冷却速度大小对管线钢材料组织、性能的影响规律 ,确定了保证材料组织性能冷却速度的下限值。     

几种油气输送管材料的疲劳特性与管道寿命预测

针对油气输送管道的疲劳问题,选择管道工程中常用的螺旋缝埋弧焊管(SSAW)、高频电阻焊管(ERW)和直缝埋弧焊管(UOE)3种材料采用小试样对不同区域(管体、焊缝、热影响区)的疲劳裂纹扩展特性进行测试与对比研究.同时,采用自行研制的油气输送管全尺寸实物疲劳试验系统对含裂纹类缺陷的X60 SSAW焊管进行了水压实物疲劳试验,对含表面裂纹缺陷的输送管在承受内压疲劳载荷下表面裂纹的扩展规律进行了探索研究.建立了小试验疲劳试验与管道实物疲劳试验结果的相关性.该研究结果为管道的抗疲劳设计与评价、在役管道疲劳寿命的预测和检测周期的确定提供了依据.