海洋立管流致振动特性及影响因素研究

发布时间：2024-01-18 08:31

　　海洋立管作为水下油气生产系统的重要组成部分,起到了连接海上平台和海底生产井的作用,与电缆并称为海上油气田的生命线,但与此同时也是整个生产系统中最薄弱的环节。立管在服役过程中始终处于因浮体运动、洋流、波浪及管内两相流动等因素引发的动态载荷作用下,流致振动现象随之产生,这种振动现象可能会导致管道出现过度拉伸、弯曲变形及疲劳损伤等问题,严重危害管道运行安全。鉴于此本文针对海洋立管流致振动特性及影响因素问题开展研究,主要研究内容及结论如下:基于相似准则建立了海洋立管二维及三维计算模型,对两相流相场与固体力学物理场进行流固耦合仿真计算,结合两种模型对立管内气液两相流流动特性及管道动态响应特征进行纵向分析。立管内流动状态分为充流阶段及液塞周期性生成阶段,立管在两个阶段分别处于弯曲变形加剧和相对稳定的颤振状态。内流诱发立管颤振以纵向振动为主,立管倾斜向上区为颤振过渡区,颤振形态会逐渐由纵向振动主导转变为横向振动主导。立管底部固支端具有较大的弯曲变形,而出口固支端的拉伸变形较大。基于控制变量法分别改变流体流动参数(气液相表观速度、液相动力粘度、持液率)、立管结构参数(立管偏转角、壁厚)及洋流参数(匀速...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3879650