石油机械 /oa 组合式闸板胶芯性能的正交试验和回归分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200601 带压作业的闸板防喷器胶芯密封结构多采用组合密封,橡胶基体和耐磨块的材料特性同时影响胶芯的密封性能。为了分析闸板胶芯的材料参数对其密封性能的影响,选择胶芯密封面上的有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度作为密封性能的评估指标,基于正交试验法分析影响闸板防喷器胶芯密封性能的主次因素及规律,建立了材料参数与有效应力之间的多元完全二次非线性回归模型,并分析了各参数的交互作用。分析结果表明:各因素对密封面上有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度的敏感性大小顺序为操作压力 &gt; 耐磨块弹性模量 &gt; 橡胶基体硬度 &gt; 耐磨块泊松比;建立的多元回归模型的拟合剩余标准差分别为0.513 0和0.314 1,可以用该模型精确地分析材料参数与胶芯密封性能的关系;组合式闸板防喷器胶芯耐磨块最佳弹性模量为700~800 MPa,泊松比为0.40~0.47。所得结果可为组合式闸板防喷器胶芯的材料参数设计提供依据。 2020年07月08 00:00 2020年06期 1 8 12089269 陈婷<sup>1</sup>, 马卫国<sup>1</sup>, 王炜<sup>2</sup>, 朱凯辉<sup>1</sup> 石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200602 石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况。研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30%与15%。研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导。 2020年07月08 00:00 2020年06期 9 17 18155148 温晓松<sup>1</sup>, 柳贡慧<sup>2</sup>, 王烊<sup>3</sup>, 李军<sup>1</sup>, 李汉兴<sup>4</sup> PDC切削齿刀刃半径对温度分布影响的数值分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200603 切削过程中产生的切削温度是影响切削齿切削效率和使用寿命的重要因素。鉴于此,通过建立圆弧切削齿与岩石相互作用温度分布模型,主要从切削齿上温度分布特点、峰值温度的变化等方面探讨了切削过程中圆弧齿刀刃半径对切削温度的影响。分析结果表明:较小的PDC刀刃半径可以减小齿上温度的积聚现象,降低齿上温度,而较大的圆弧半径反而会提升齿上的切削温度;圆弧齿切削过程中存在临界圆弧半径,在临界范围内,圆弧齿峰值温度点位置与锋利齿类似,集中在切削齿前刀面距刀刃一定距离处;圆弧半径较大时,则下移至圆弧底部;力的变化趋势以及作用与温度分布规律相对应,优化的圆弧半径切削齿传热效果更优,可以减少切削齿上热磨损现象,从而延长切削齿的使用寿命。研究结果对于切削齿破岩机理的研究和延长切削齿使用寿命具有重要意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 18 24 11573914 郑国敬, 周琴, 张凯, 张在兴 钻完井工具冲蚀试验平台设计及性能测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200604 为了能够更好地模拟海洋石油开发实际工况,进而研究不同环境压力和流速情况下钻完井工具的冲蚀试验规律,基于磨料射流原理设计研发了钻完井工具冲蚀试验平台。该试验平台能够方便地控制冲蚀试验的环境压力、流速和含砂量,进行环境压力0~20 MPa,流速0~100 m/s,角度0°~90°,颗粒直径0~2 mm条件下的冲蚀试验。测试结果表明:在42 m/s的流速下,喷嘴出口压力瞬时波动仅为±0.02 MPa,不超过当前压力的2%,流量波动为±0.2 L/min,砂比误差为±0.2%,验证了冲蚀试验平台具有较好的压力、流量和砂比的稳定性,间接验证了冲蚀试验平台具有较高的流速稳定性;采用316L金属试件进行了3次重复性测试,测试结果误差均在5%以内,验证了冲蚀试验平台试验数据具有很好的重现性。钻完井工具冲蚀试验平台的成功研制并投入试验应用,对开展井下工具的冲蚀特性研究和提高海洋石油开发效率具有重要意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 25 30 12066254 王晓<sup>1</sup>, 闫新江<sup>2</sup>, 鞠少栋<sup>1</sup>, 刘传刚<sup>1</sup>, 文敏<sup>2</sup>, 曹砚锋<sup>2</sup>, 邢洪宪<sup>1</sup> 防漏失板阀的研制及试验测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200605 塔河主体区块弱能量井完井期间漏失严重;造成钻井液大量浪费且污染储层。为此;提出了一种能重复打开和关闭的防漏失板阀及其配套开关工具;并描述了其结构及工作原理。通过有限元方法建立了板阀3个关键部分的有限元模型;用以验证板阀结构的可行性。计算结果表明:板阀设计合理;板阀开启时所需轴向载荷从小到大依次为开关工具啮合过程、开关工具脱手过程和锁定爪脱开过程;有效避免了开关工具在板阀工具内移动时出现误开或误关现象;且各关键部件均满足材料强度要求。最后利用室内试验验证了板阀开关功能的可靠性;并实测得到阀板开启和关闭所需载荷。该防漏失板阀能有效阻止完井液漏入地层;并对提高完井效率和转抽作业效率具有重要参考意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 31 36 14667421 黄亮<sup>1,2</sup>, 陈立伟<sup>3</sup>, 李林涛<sup>1,2</sup>, 闫伟<sup>3</sup>, 万小勇<sup>1,2</sup> 井底交变流场提速工具的研制及特性测试 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200606 现有脉冲射流发生工具存在脉冲强度沿程损耗大、提速效果不明显的问题。为此,研制了一种新型井底交变流场提速工具。该工具主要由叶轮式动力机构和盘阀式脉冲发生机构组成,通过将脉冲发生机构放入钻头内部的方法来减少脉冲强度沿程损耗。采用室内试验方法对其脉冲特性进行研究。研究结果表明:叶轮倾角的增大会提高叶轮转速;随排量的增加,叶轮转速先趋于线性增加,最终稳定在500~600 r/min,当盘阀孔数为2、3、4时,对应的脉冲频率分别稳定在20、30、40 Hz左右,当排量为23 L/s时,工具压耗最大为0.6 MPa,压力波动幅值最大1.6 MPa,且脉动幅值随盘阀孔数减少而增大。最后对井底交变流场提速工具结构参数进行了优选,即动力机构优选叶片倾角为30°的叶轮,脉冲发生机构优选2扇形孔盘阀。研究结果可为井底交变流场提速工具及相似工具的优化设计提供依据。 2020年07月08 00:00 2020年06期 37 42 8444377 樊继强 旋切式PDC钻头水力结构优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200607 旋切式PDC钻头比常规PDC钻头的结构更复杂,工作原理也比较特殊,常规的数值模拟方法不能全面描述旋切式PDC钻头水力结构及井底流场特性。鉴于此,采用标准<i>k</i>-<i>ε</i>模型和离散相模型(DPM)对旋切式PDC钻头井底流场进行仿真模拟,并对钻头的水力结构进行优化设计,对优化前后旋切式PDC钻头的井底流场进行对比分析。研究结果表明:刀盘形状的改变有利于工作流体的流动,可以降低刀盘附近岩屑颗粒的质量浓度;采用带有曲率的喷嘴可以增强旋切式PDC钻头刀盘区域的井底清洗效果;当采用曲率为1/50的喷嘴时,刀盘区域的井底清洗效果最好;当采用中心喷嘴直径12.0 mm和边缘喷嘴直径8.8 mm的组合方案时,旋切式PDC钻头的清洗和携岩能力达到最优。研究结果对未来页岩气开采方式的研究具有一定的指导意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 43 51 18187392 曹扬, 张博禹 水基钻屑絮凝压滤一体机的研制与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200608 为解决钻井过程产生的钻井液及岩屑影响海洋环境的问题,降低限制排放区废弃物回收处置成本,达到固液分离以及钻屑过程减量的目的,研制了水基钻屑絮凝压滤一体机。该设备将絮凝罐与压滤机合二为一,能够减少50%以上的占地面积;同时进行了絮凝剂的优选和滤液回用评价,研究了适用于渤海海上平台钻屑和废钻井液现场减量化处置的新工艺。采用“环保体系+平台减量+EPS工作船”模式在秦皇岛33-1南油田进行了首次应用,将絮凝压滤一体机与EPS工作船对平台减量效果进行分析对比发现,絮凝压滤一体机占主导地位,岩屑减量与固体废弃物减量分别占89.98%和90.14%,使得絮凝压滤一体机替代EPS环保船成为可能。研究内容与结果对后续类似井的钻井作业具有一定的借鉴作用。 2020年07月08 00:00 2020年06期 52 56 3766624 吕广, 马英文, 张晓诚, 林家昱, 杨保健 深海钻探船-钻井液返回管线系统动力学分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200609 深水无隔水管钻井采用钢制管线,钻探船的运动会导致钻井液返回管线的受力情况发生变化,进而影响返回管线工作的可靠性。为了分析钻井液返回管线在钻探船运动下的力学特性,建立了深海钻探船-钻井液返回管线系统动力学模型,采用ABAQUS软件建立了钻井液返回管线有限元模型,并将钻探船的运动位移曲线施加于返回管线上端,分析了返回管线的动态特性。分析结果表明:返回管线在悬挂接头和下部海底泵处弯矩较大,但由于定位过程中出现弯矩突变,使得最大弯矩值出现在上部海底泵处;深海钻探船无隔水管钻井系统设计时,应该合理设计悬挂接头及对接接头结构,尽量减小弯矩。所得结论可为深海钻探船配备无隔水管钻井系统钻井液返回管线的安全设计提供参考。 2020年07月08 00:00 2020年06期 57 62 6510348 夏开朗<sup>1</sup>, 陈国明<sup>1,2</sup>, 王志伟<sup>1,2</sup> HJJ900/64-T型海洋超深井井架可靠性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200610 HJJ900/64-T型海洋井架是为满足12 000 m钻深的自升式钻井平台超深井钻井而研制。该井架设计为满足4单根组成一立根结构的井架高度;比传统的3单根井架至少增加了10 m的高度;达到了64 m。为使该井架满足在恶劣的海洋环境下的使用要求;对井架主体结构进行了可靠性分析。使用有限元分析软件ANSYS对HJJ900/64-T型超深井井架建立了完整的井架有限元模型;根据井架的设计使用条件及自存环境条件;对井架工作工况、风暴自存工况、拖航工况及在顶驱转动、风振、波浪等外部载荷激励时进行了模态分析。分析结果表明;井架在工作工况、风暴自存工况、拖航工况下结构强度及刚度都能满足设计和使用要求;而在拖航工况下受到波浪载荷激励时有可能产生共振。因此可根据共振产生的阵型特性对该井架的局部结构做加强处理;使之更加安全可靠。 2020年07月08 00:00 2020年06期 63 68,104 12399977 庞世强<sup>1</sup>, 向小荣<sup>1</sup>, 师涛<sup>1</sup>, 王元忠<sup>2,3</sup>, 吴爱萍<sup>1</sup> 海上井下油水分离旋流器结构设计及优化研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200611 海上油田含水率持续增高,增加了采油平台的处理负担和井下的举升压力,因此有必要对海上特高含水油井开展井下油水分离研究。根据海上油田采出液物性参数,初步设计了6种适用的油水分离旋流器。考虑海洋平台井下油水分离工艺的限制、加工成本及精度与分离效果等因素,确定了BLXDL-D为最佳分离装置。针对变螺距螺旋导流式单锥旋流器BLXDL-D结构类型,采用数值模拟的方法对其主要结构参数进行了优化研究,对模拟的可靠性进行了室内试验验证。研究结果表明:BLXDL-D油水分离旋流器最佳的旋流腔长度为65 mm,溢流管直径为12 mm,底流管直径为25 mm,此时旋流器分离效率可达到97.23%,且压力损失相对较小;不同分流比下分离效率的试验值和模拟值最大误差为4.79%,验证了数值模拟的准确性。研究结果可以为海上高含水平台的井下油水分离旋流器的设计和应用提供参考。 2020年07月08 00:00 2020年06期 69 76 14849729 丁文刚<sup>1</sup>, 刘琳<sup>2,3</sup>, 杜晓霞<sup>1</sup>, 章宝玲<sup>2,3</sup>, 杨国威<sup>1</sup>, 吴广<sup>1</sup>, 赵立新<sup>2,3</sup> 井下注水管柱力学测试系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200612 分层注水已成为开采薄差层油气资源的重要手段;但由于其注水管柱结构、工艺流程和受力情况相对复杂;使得井下轴向力、内外压和温度难以准确掌握。为了验证注水管柱力学分析理论研究的准确性;设计了基于应变测试技术、水下无线短传和存储回放模式的井下注水管柱力学测试系统。该系统可进行井下数据检测、提取和远距离数据通信;通过拉压力试验和水下无线短传试验得到测量值。分析结果表明:测量值与实际值的相对误差均小于5%;从而验证了井下注水管柱力学测试系统满足设计要求。研究成果对于指导施工管柱的设计以及分层注水工作参数的合理选择具有重要意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 77 82 7823638 贾庆升<sup>1</sup>, 张福涛<sup>1</sup>, 任从坤<sup>1</sup>, 王旱祥<sup>2</sup>, 魏振<sup>2</sup>, 姜浩<sup>2</sup>, 刘延鑫<sup>2</sup> 双支T形管内油滴聚结破碎特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200613 现有研究未对T形管内油滴的聚结破碎情况做进一步分析,且采用PBM模型研究双支T形管内油滴聚结破碎特性的研究尚未见报道。为此,采用CFD-PBM耦合方法对双支T形管内油滴聚结破碎行为及分离特性进行数值模拟分析,同时开展室内试验对模拟结果的准确性进行验证。研究结果表明:T形管支管内的油滴粒径大小受湍动能变化影响较大,湍动能由0.64 m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>减小到0.36 m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>时,油滴粒径由300 μm增加到460 μm,呈聚结状态,而湍动能由0.36 m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>增大到0.60 m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>时,油滴粒径由480 μm降低到360 μm,呈破碎状态;随支管高度的增加,其内部湍动能逐渐减弱而油滴粒径却逐渐增大;靠近入口的支管Ⅰ内部油相体积分数明显大于支管Ⅱ,且同一支管内左侧的油相体积分数也高于右侧;双支T形管的分离效率随支管出口分流比的增大呈先升高后降低的趋势,当分流比为50%时,分离效率达到最大值30.2%;最佳分流比条件下,处理量在2~4 m<sup>3</sup>/h范围内变化时,T形管的分离效率呈逐渐降低趋势,由32.5%降低到25.0%。研究结果可为T形管结构的优化设计提供一定的理论指导。 2020年07月08 00:00 2020年06期 83 90 9332947 李枫, 高金明, 邢雷, 刘彩玉, 熊峰 采出液含砂对轴入倒锥式水力旋流器性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200614 为研究井下旋流器在含砂工况下的应用并得到最佳分离效果,基于计算流体动力学方法,采用雷诺应力模型,以轴入倒锥式水力旋流器为研究对象,开展采出液含砂对旋流器的流场特性及分离性能影响的数值模拟分析,分析了含砂体积分数的变化对旋流器速度场、压力场、浓度场及分离效率的影响并开展了试验验证。研究结果表明:随着含砂体积分数的逐渐增加,旋流器的油水分离效率呈现出先增大后减小的趋势;在含砂体积分数小于1.0%时,分离效率随着含砂体积分数的增加而增大;在含砂体积分数为1.0%时,分离效率达到最大值98.74%;随着含砂体积分数的继续增加,分离效率随之逐渐降低,在含砂体积分数达到7.0%时,旋流器分离效率降低到97.01%。研究结果可为油水分离水力旋流器的现场应用提供参考。 2020年07月08 00:00 2020年06期 91 97 8466456 张勇<sup>1,2</sup>, 尹存骁<sup>1</sup>, 张艳<sup>1</sup>, 蒋明虎<sup>1,2</sup>, 邢雷<sup>1,2</sup> 新型井下牵引器步进机构动态特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200615 针对井下牵引器步进机构滚珠丝杠副做运动分析的传统计算方法并未考虑滚动体惯性载荷的问题,采用矢量分析法对滚珠丝杠副进行了运动学分析,得出其轴向运动的影响因素,并运用球轴承拟静力学的分析方法,结合往复作业的实际工况,建立了只受纯轴向力的滚珠丝杠副拟静力学简化分析模型,解出相关影响参数,并研究了不同轴向载荷和转速下步进机构的运动规律。研究结果表明:丝杠轴向移动速度曲线呈现负正弦变化趋势,且转速对其影响显著,轴向载荷一定时,转速与轴向移动速度成倍增长;而对比轴向载荷的影响就略小,一定转速下,在机构的带载能力范围内,随着轴向载荷的递增,轴向移动速度会产生极小的差值;与传统计算方法对比,该轴向速度数值及变化规律有明显的出入。研究结果对于牵引器在水平井井下作业的精确进给和控制具有一定的指导意义。 2020年07月08 00:00 2020年06期 98 104 6189836 李相宇<sup>1</sup>, 李美求<sup>1</sup>, 苏红莉<sup>2</sup>, 张思<sup>1</sup>, 胡开松<sup>1</sup> 无限级压裂固井滑套及关闭工具的研制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200616 分段压裂技术已成为低渗致密油气藏提高产量的有效技术手段,尤其是液压式分段压裂技术能实现无限级层段压裂施工改造,改造后可保持原套管通径。为了解决现有固井滑套只能采用液压开启,后期无法关闭,且现有的关闭工具不具备强制脱手功能而无法满足油气藏安全开发的技术问题,研制了无限级压裂固井滑套及其配套的关闭工具,并对固井滑套和关闭工具的关键部件进行了有限元分析,验证了工具结构的合理性。测试结果表明,该固井滑套可承受60 MPa压差,液压开启压力约为16 MPa,结构简单,性能可靠;关闭工具在不低于1 MPa的压差下开关块完全突出,可有效进行固井滑套的关闭动作,其强制脱手拉力约为4 kN。研制的无限级压裂固井滑套可实现液控开启和机械关闭,关闭工具具备强制脱手功能,可有效避免在固井滑套关闭过程中因拉力过大造成的连续管拉断风险。 2020年07月08 00:00 2020年06期 105 110 12120239 罗建伟<sup>1</sup>, 刘鹏<sup>1</sup>, 霍宏博<sup>2</sup>, 左凯<sup>1</sup>, 刘传刚<sup>1</sup>, 魏爱拴<sup>1</sup> 基于BP神经网络管道磁记忆检测模式识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200617 为区分管道母材及焊缝处不同损伤形式磁记忆信号,运用BP神经网络对管道缺陷检测信号的模式进行识别。以X80管线钢作为试样材质,分别从X80管道母材及焊缝部位取样,加工无缺陷及含裂纹等两种形式的试样并对其进行磁记忆检测。采用有限元分析软件获得其磁场分布,对磁记忆检测信号进行特征参数提取并采用BP神经网络对特征参数进行聚类,建立了管道磁记忆检测模式识别方法。研究结果表明:不同损伤部位及形式的试样,其磁记忆检测信号分布有较大差异;磁记忆检测信号分布与试样表面形貌及损伤形式密切相关;运用BP神经网络能够有效识别管道不同位置及损伤形式的磁记忆检测信号。研究结果为磁记忆检测技术应用于管道内检测并进行管道典型缺陷信号识别提供了新的思路和方法。 2020年07月08 00:00 2020年06期 111 117,125 14247983 史小东<sup>1</sup>, 樊建春<sup>2</sup>, 周威<sup>2</sup>, 张辉宇<sup>1</sup>, 谢建桥<sup>1</sup> 基于压电陶瓷传感器的管道裂纹敲击定位法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200618 如何科学确定裂纹所在位置和裂纹大小一直是油气管道检测面临的难题。为便于检测管道上的裂纹位置;提出了一种基于压电陶瓷传感器(<i>PZT</i>)信号识别的裂纹检测新方法——敲击定位法。该方法简单易行;通过获取管道上4个不同位置的信号值;可以方便地确定裂纹位置和周向裂纹长度范围。为验证该方法的可行性;在理论分析的基础上;选取1根长2.1 m的钢制管道进行试验;通过粘贴在管道上的压电陶瓷传感器拾取敲击信号;获得应力波的传播特征。应力波在健康管道上传播时会不断衰减;但经过管道上的裂缝时衰减程度显著增大;因而可藉此识别裂纹所在位置。研究结果表明;管道上裂纹周向位置已知和周向位置未知两种情况下;裂纹与PZT传感器之间的计算距离与实测距离误差较小;因此该方法能有效识别裂纹位置。研究结果为油气管道裂纹的无损检测提供了新方法。 2020年07月08 00:00 2020年06期 118 125 9007520 李鲲<sup>1</sup>, 肖逸飞<sup>1</sup>, 徐阳<sup>2</sup>, 田江平<sup>1</sup>, 杜国锋<sup>1</sup> 一种管道式油滴聚并装置的性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200619 为了探讨管道式油滴聚并装置的性能特征,采用室内试验和计算流体力学方法,对装置内的流型变化特性进行了研究。试验研究中,为了获得管道式油滴聚并装置的最优油滴聚并方式,加工了3种聚结板结构。研究结果表明:当入口混合流速低于0.5 m/s时,能够实现流型的转换;当入口混合流速高于0.5 m/s时,分散相油滴经过管道式油滴聚并装置后能够增大。通过对不同聚结板结构参数、操作参数和物性参数的研究发现:在高入口流速下,平板式聚结板的聚并效果最优;当入口流速增大至将近3 m/s时,管道式油滴聚并装置内的油滴仍然有增大的效果;当聚结板的间距为20 mm时,油滴聚并效果最优;当聚结板的长度在1 m左右时,油滴聚并效果最优。管道式油滴聚并装置具有将小油滴聚并成大油滴的功能,可配套油水分离器使用从而提高分离器的分离性能。 2020年07月08 00:00 2020年06期 126 133 19748051 詹敏<sup>1</sup>, 史仕荧<sup>2</sup>, 刘敏<sup>1</sup>, 郭沛文<sup>1</sup>, 王胜<sup>1</sup> 爆炸冲击作用下埋地并行输气管道的动力响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200620 天然气泄漏爆炸已成为埋地输气管道主要的极端灾害。选取TNT当量法作为输气管道小孔泄漏致爆的估算模型,适当选取材料本构模型,采用任意拉格朗日-欧拉方法(ALE),在验证模型精度的基础上,建立了埋地输气管道-土壤-炸药耦合的三维实体模型,分析了埋地输气管道动力响应(等效应力、位移)与爆心距和炸药量之间的关系。研究结果表明:ALE法可较好地描述球形爆炸波在土中的传播规律,且可形象展示爆炸空腔及地表土丘的宏观演化过程;在爆心距为205 cm时,应力随着药量的增大而增大,管体的抗爆极限药量为58.4 kg;应力与位移均随着装药量的增大或爆心距的减小而增大;<i>X</i>向位移、迎爆点及背爆点的Y向位移随着时间的变化先增大后减小,管顶的<i>Y</i>向位移则呈现先增大后减小的二次震荡,管底的位移近似呈正弦规律变化;基于应变的失效判据与应力的失效判据评定结果存在偏差,应力评定结果相对偏保守。所得结论可为并行输气管道的安全评估提供参考。 2020年07月08 00:00 2020年06期 134 142 16231349 田晓建<sup>1</sup>, 龙大平<sup>1</sup>, 吴庆龙<sup>1</sup>, 武雯沁<sup>2</sup> 高陡边坡输气管道的受力特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20200621 为了探究高陡边坡对输气管道安全性的影响,应用ANSYS有限元软件,考虑管道和土体之间相互作用的非线性,建立了高陡边坡处管土相互作用的三维有限元模型,分析了设计工况下管道的应力状态。通过计算发现,高陡边坡处管道的应力集中和最大纵向位移主要出现在下坡段弯管处,管道承受的最大Von Mises应力为189 MPa,最大纵向位移为3.79 mm,椭圆度为1.23%,均满足规范要求,高陡边坡处管道的通行方案可行。为了确定合理的管道通行方案,分析了坡高、管径、内压和壁厚对管道应力和变形的影响,分析结果表明:当坡高大于15 m时,应采取增加支墩、采用阶梯式下坡等方式,以减小重力载荷对下坡段弯管的直接作用;大口径管道更容易发生强度和稳定性失效破坏;当内压达到7.5 MPa时,管道将发生强度失效,但未发生稳定性失效;随着壁厚增加,管道的应力和椭圆度均有所下降,但下降幅度并不大。研究结果可以为山区管道的设计和安全防护提供一定的技术支撑。 2020年07月08 00:00 2020年06期 143 148 7863589 马树锋, 王勃, 苏海平, 季楚凌, 彭洪兵