摘要：大型LNG(液化天然气)储罐的外罐采用预应力混凝土结构,用来负责收集由于偶然原因从內罐中渗漏出的液化天然气。內罐在泄漏状态下内力分布和变形较为复杂。我国LNG事业起步较晚,国内对大型LNG储罐外罐的研究较少,尚不能完全自主设计大型LNG预应力储罐。为打破大型LNG储罐国外技术垄断,实现国内自主设计提供理论依据,以某16万m3LNG储罐为例,应用大型有限元软件ANSYS对內罐泄漏状态下的外罐进行有限元分析。根据內罐泄漏状态下外罐应力和变形规律,逐步优化外罐环向预应力筋配置。最终提出合理的环向预应力筋布置方案。

摘要：在非常规油气藏中,复杂裂缝网络的形成在很大程度上受水力裂缝与天然裂缝相互作用的影响。基于断裂力学理论,建立了水力裂缝与天然裂缝相互作用力学模型,分析天然裂缝介质系统中水力裂缝遭遇天然裂缝后的扩展形态。对于水力裂缝穿越天然裂缝的情况,给出了穿越角度;对于未穿越情况,给出天然裂缝张开闭合形态判别方法。通过数值计算研究了水平主应力差、逼近角、界面摩擦系数和裂缝净压力等因素的影响。结果表明,在高水平主应力差、高逼近角和高界面摩擦的条件下,水力裂缝倾向于穿越天然裂缝;在低水平主应力差、低逼近角和低界面摩擦的条件下,水力裂缝则更容易被捕获。同时,在水力裂缝内净压力越高,天然裂缝越容易张开。该模型为分析水力裂缝与天然裂缝相互作用过程以及水力压裂工程设计提供了依据。

摘要：制冷剂制冷效果与其配比复杂程度相互制约,使制冷剂的合理配比问题成为C3/MRC液化工艺中的难点之一。依据混合制冷剂中不同组分在不同温区制冷的原理,初步选定混合制冷剂的基本组成为N_2、CH_4、C_2H_4、C_3H_8、n-C_4H_(10)和n-C_5H_(12)。通过HYSYS模拟得到制冷效果,分析得出各组分在制冷过程中的作用。在此基础上,设计正交实验并得出模拟结果,采用逐步回归的方法回归多项式,以比功耗作为目标函数进行优化分析,最后得到优化配方。此方法简单高效、准确性好,具有较高的工程应用价值。

摘要：针对辽河油田含水超稠油的物性特点,从现场取样,用自行设计的细管式流变仪研究了含水原油的含水率、温度和剪切速率对含水原油流变性的影响,确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。研究结果表明,含水率和温度对流变指数有较大的影响,含水率越高,温度越低,含水原油流变指数越偏离1,非牛顿流体性越强;温度和含水率对含水超稠油的流变特性均有明显的影响,温度升高,视粘度下降。

摘要：利用CAE仿真技术和可靠性疲劳实验方法,研究了套管钻井中的有关力学问题。分析了不同径厚比套管的受力状态、磨损套管剩余强度、套管柱的振动模态和疲劳可靠度。研究结果表明,径厚比越大,套管管体Mises应力越大,套管发生失稳的临界荷载越小。对于均匀磨损,随着磨损长度的增大,套管的剩余抗拉和抗扭强度逐渐变大,并达到一个极限值;对于非均匀磨损,其剩余抗拉强度与磨损长度之间的关系均近似服从指数分布。两种磨损状态下,套管柱剩余抗拉和抗扭强度都随磨损量的增加而降低;套管柱外径对套管横向振动固有频率的影响大于径厚比对其的影响,纵向固有频率主要取决于管柱长度。运用可靠性方法,基于概率分析设计了单轴和双轴疲劳可靠性试验,得到了套管柱的单轴和双轴概率疲劳特性,推导出套管钻井的P—S—N曲线方程。

摘要：海上平台受到海浪的作用会发生晃动和倾斜,从而影响板翅式换热器的入口工质分配特性。通过空气—水两相工质分配实验系统,分别进行封头结构水平状态和倾斜状态下的单相以及气液两相实验,获得不同实验工况下的封头工质分配特性,研究倾斜对封头工质分配的影响,从而为换热器的安装及工艺的改进提供依据。结果表明:水平状态下工质分配受惯性力的影响,不均匀度随雷诺数和气液比的增加而增大;倾斜状态下流体受到惯性力和重力的双重影响,工质分配均匀程度显著低于水平状态,倾斜角越大工质分配越不均匀,气液比越大工质分配受倾斜影响程度越大;固定封头或安装换热器时应严格保证其水平/竖直状态,或者通过液化工艺及换热器设计的改进消除倾斜的影响。

摘要：天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。

摘要：设计了基于超声跨态处理条件下的激光焊接热循环测试试验,分析超声振动对焊接过程的热影响表明,功率超声对焊接过程的热影响主要集中在声学效应、传热学效应及机械搅拌作用三个方面;研究了不同超声振动功率对焊接最高温度、加热速度、高温停留时间以及冷却时间等特征参数的影响规律,并结合功率超声对焊接过程的热影响分析对其本质原因进行了深入研究.结果表明,随超声功率的增加,焊接最高温度和高温停留时间均呈先降低后升高最后再降低的趋势,并且焊接最高温度在超声振动功率为1 200 W左右达到最大值;升温时间呈持续增加的趋势,但不同超声功率所对应的增加速率各不相同,而冷却时间则保持减小趋势.

摘要：海洋能源开发不断向深海迈进,大型深水海上平台对锚泊结构的承载力提出了更高的要求。针对传统鱼雷锚承载比不足的问题,提出了一种新型深水注浆锚。锚体带动连接其尾部的注浆管贯入海床,然后在外部注浆设备驱动下向海床注浆,浆液挤压土体并在锚体周围形成注浆固结块,从而大幅增加锚体抗拔力。采用自主设计的海洋锚注浆和拉拔试验系统进行了模型试验,研究了不同注浆量对浆液扩散特性以及锚体承载特性的影响规律。结果表明:浆液可以较好地包裹锚体,浆块呈倒锥形与锚体紧密黏结为一体,共同承受上部荷载,浆块承载比可达24.6,远高于传统鱼雷锚的2.4~4.1,从而验证了深水注浆锚的可行性。随注浆量的增加,浆块端部截面积和整体高度增加,注浆锚整体承载力也不断增大。

摘要：小冲杆试验作为一种微损测试技术,在评估石油化工行业在役设备材料性能劣化方面具有广阔的发展潜力。提出了一种使用贯穿型预制缺口小冲杆试样评价材料断裂韧度的方法,以X80高钢级管线钢为目标材料,开展了小冲杆试验评价材料断裂韧度的研究。首先,设计一种贯穿型预制缺口试样,并进行小冲杆试验。其次,进行缺口试样的有限元模拟,结合试验数据修正模型,并确定缺口试样的最佳尺寸。最终,通过数值模拟围线积分法得到贯穿型缺口试样的回路J积分曲线,结合起裂位移确定小冲杆试验的临界断裂韧度JC(SP),同时进行标准SENB试样三点弯试验得到材料JC值,通过引入系数k建立二者的关联关系,建立使用贯穿型预制缺口小冲杆试样获得X80高钢级管线钢断裂韧度的方法。