裸置海底管道在扰动力下的整体屈曲分析

为了解决裸置海底管道因为横向屈曲而受损的问题,通过建立新的带枕木的管道模型,分析先隆起后横向的屈曲模式中的管道长度和径厚比等敏感参数的影响。分析结果表明:随着管道长度的增加,临界屈曲温度达到恒定时,位移和轴力仍然变化。径厚比对管道临界温度影响较小,对轴力的影响较大。研究工作为海底管道长度和径厚比的选取提供了理论依据和设计参考。

X80油气管道焊缝双裂纹干涉效应多场耦合数值模拟方法

基于漏磁法检测管道焊缝理论,应用虚拟裂纹闭合法(Virtual crack closure technique,VCCT)提出一种流固磁多场耦合方法。以解决工程问题为例,由于实际管道中裂纹多以裂纹群的形式存在,因而应用该方法研究了X80管道焊缝共线双裂纹、环向对称双裂纹扩展问题。通过对管道焊缝内壁动态施加流体压力载荷,每完成一次裂纹增量扩展,重构网格,计算裂纹扩展进程中的特征量,包括管道内流体压力载荷P、裂纹尖端能量释放率GⅠ、扩展长度L、裂纹尖端张开角度CTOA、磁感应强度分量峰值Bx p,循环进行裂纹扩展和磁场分析。数值算例结果表明:共线双裂纹的干涉效应加速了裂纹扩展进程;环向对称双裂纹间距较大时,加速了裂纹扩展进程,当环向间距小于或等于0.5倍的焊缝环向弧长的双裂纹时,由于双裂纹干涉效应,双裂纹的存在抑制了裂纹的扩展。该方法的实现可为指导实际X80管道安全评估提供理论依据。

一种井筒内低品位余热回收的串级式翅片重力热管装置的设计

为提取废弃油井中的低品位余热,提出一种新型井筒内低品位余热回收的串级式翅片重力热管装置的设计方案,分析了重力热管装置的结构组成及工作原理。该装置包括同轴设置并串接在一起的多组串级套筒和多组热管节,串级套筒和热管节相间分布或两个热管节之间设有多个串级套筒,通过一级一级向上的热量传递,最终将地层深处的热能提取到地面上来。装置采用串级式的结构,消除了传统热管长径比对其携带极限的影响;采用翅片热管连接重力热管,翅片热管的环形翅片增大其在热管节套筒中和工质的接触面积,有效地提高热管的换热效率,具有较好的推广应用前景。