考虑群桩土体运移的浅海隔水导管变形分析

浅海隔水导管作为海上油气田井筒的最外层结构,在海底硬土层中时常遭遇打桩受阻与管体变形问题,从而阻碍钻头通过,导致井槽浪费。结合渤海A区块海底土质,深入探讨了隔水导管锤入过程中的挤土效应、土塞效应、群桩效应以及往复锤击载荷的影响。通过有限元模拟,揭示了隔水导管群桩布局中土体的运移规律,明确了导管在拒锤后由于应力集中使得局部最大应力超出DH36钢的屈服强度,导致导管端部横向偏移以及缩径变形。基于研究结果,提出了针对性的优化方案,即通过优化隔水导管的壁厚尺寸来有效预防形变的发生。本项研究成果为特殊海底土质区域隔水导管的安全下入提供了有力支持,可为海上油气田的勘探与开发提供保障。

基于ABAQUS的气动潜孔锤球齿碎岩及布齿优化

为提高坚硬地层大直径潜孔锤的破岩效率与使用寿命,运用ABAQUS软件建立了球齿碎岩仿真模型,对比分析?18 mm球齿在不同钻进参数下冲击切削碎岩过程中的破碎比功、侵入深度、破碎范围与应力影响范围等曲线,优选钻进参数和布齿。分析结果表明:当钻压为1.2 kN、冲击功为30 J时,对岩石的破碎效率较高,球齿入岩的位移可达0.67 mm,并对岩石进行应力界限划分,得出应力影响范围为43.4 mm;通过双齿冲击切削模拟确定了较为优秀的圈距与间距:圈距取47.4 mm,间距取43.4~51.4 mm;考虑到球齿的磨损,利用圈距与间距对?711 mm大直径潜孔锤进行了优化布齿。

化工蒸汽系统滑参数开车常见问题研究

化工蒸汽系统结构复杂,管道较长,由于暖管速率过快,在滑参数开车过程中经常发生热应力损坏和水击事故,还会因缺乏热紧的系统知识或忽视热紧的必要性导致开车过程中断及正常运行时密封面频繁泄漏。因此,大型能化企业应制定科学的蒸汽系统暖管操作规程,严格控制暖管速率,合理安排热紧操作,最终实现蒸汽系统安全、高质量开车。

PVC-U排水管材的密度与物理力学指标关系分析

按GB/T 5636.1—2018对367批次PVC-U排水管的密度、拉伸屈服应力、断裂伸长率和落锤冲击试验指标进行了测试并统计分析。研究发现,随着密度的增加,拉伸屈服应力不合格发生在密度不合格之前,而断裂伸长率和落锤冲击试验不合格发生在密度不合格之后。从实际应用、理论与标准化的角度分析了密度指标在PVC-U排水管材中设立的原理和效果,认为在PVC-U管材产品标准中设立密度指标缺乏实用价值,建议取消。

管廊项目蒸汽管道水锤问题分析及改进措施

某大型炼化一体化管廊设计项目,在总体2#管廊上布置了一根口径为40吋的低压蒸汽总管,该低压蒸汽管道设置多个分支,为分布在2#管廊附近的装置区及公用工程站提供低压蒸汽。在低压蒸汽管道通入蒸汽,在试车几天后,现场反馈管道管道有局部鼓包、水锤现象、管托发生较大偏移等现象。设计院对管道进行应力分析、管道的重要管架位置、膨胀弯位置以及疏水阀组位置及数量核实符合要求后。最后分析出发生问题的原因,增加一套临时的切断阀等措施,对管线进行局部改造,消除水锤现象的再次发生。

深埋隧洞强岩爆段水锤钻机超前应力释放试验研究

岩爆是深埋隧洞地质学科的世界难题,对岩体的超前钻孔,能够使围岩结构内部应力起到一定的释放作用,降低洞室开挖扰动施工过程中岩爆产生的等级和频次。通过钻孔范围空间核算和钻臂优化改装对引汉济渭岭南TBM掘进过程中强岩爆段进行水锤钻机超前应力释放试验,经现场试作前后微震监测系统能量值对比,结果表明:通过水锤钻机超前应力释放,能够在一定程度上降低岩爆的等级、强度和破坏范围,减小了支护工程量,降低了滞后性岩爆发生的概率,能为埋深不断加大的TBM岩爆掘进段后续工程施工和类似工程提供参考。

中国太原市某污水处理厂迁建工程设计要点概述

太原市某县污水处理厂原厂址建设总规模为8×10^(3)m^(3)/d,主体采用氧化沟工艺。随着城市化不断发展,邻近水库二级保护区的原厂址扩建问题众多,污水处理厂迁建工程势在必行,迁建后新址处理规模2×10^(4)m^(3)/d,主体工艺采用改良AAO+高效沉淀池+V型滤池工艺,配合迁建工程同步建设厂外提升泵站1座及13km压力输水管线,出水水质执行山西地方标准。论文详细介绍了该污水处理厂项目概况、迁建思路、工艺单元介绍、主体工艺介绍、设计参数选型、压力输水管线设计及防水锤措施等。

定宽机侧压过程运动锤头温度应力研究

定宽机锤头在侧压过程中的温度分布是研究锤头温度应力的关键。采用有限元间接耦合法,用重启动方法先计算锤头温度场,改变锤头和板坯的位置,由于重启动载荷步的限制,对侧压仿真流程进行了改进,有效模拟侧压多块板坯的工艺流程,仿真得到锤头在不同时刻的瞬态温度场。在此基础上,综合仿真结果的温度和温度梯度,判断最大温度应力出现的时刻,计算得到锤头的最大温度应力,为分析运动物体的温度及温度应力提供参考。

岩土中爆炸冲击荷载的落锤模拟试验研究

为探究落锤冲击岩土的荷载特性以及寻求模拟爆炸荷载的实用方法,分析了岩土中的爆炸冲击荷载特征,基于能量原理推导了一维应变状态下砂土受到落锤冲击后,受冲击端应力和作用时间的表达式,并通过试验对受冲击端应力峰值和作用时间表达式进行验证。试验发现:荷载正压作用时间与冲击速度无关,增大落锤质量和等效垫层厚度可延长正压作用时间;荷载应力峰值与锤头质量和冲击速度正相关,与等效垫层厚度负相关,通过在撞击面加设橡胶垫层可有效减小应力峰值,延长作用时间。提出的已知荷载条件下落锤工况设计方法,可为爆炸荷载模拟提供参考。

FPSO水锤载荷的应力模拟方法

为保证管路系统的安全性和有效性,采用等效静态载荷的方法分析水锤载荷对管路的影响,将水锤载荷以静载荷的方式输入CAESARⅡ软件中,校核管材应力与支架受力。结果表明:水锤载荷会使管材应力超标,存在管路爆裂的危险。在初始设计时应着重考虑水锤载荷的影响,通过延长阀门开启时间或添加限位支架等方式减少其危害。研究成果可为浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)管路系统的设计提供一定参考。

锥台嵌挤预应力约束混凝土抗冲击性能研究

钢管混凝土具有优良的抗冲击性能,为提高钢管在弹性阶段对混凝土的约束作用,设计并制备了锥台嵌挤预应力约束混凝土,以实现钢管对混凝土的主动围压约束。采用6 m高度落锤冲击试验,对比了预应力约束混凝土、素混凝土和常规钢环约束混凝土的破坏模式,分析了主要参数的影响。结果表明,当预应力约束混凝土试件的平均预应力大于1 MPa时,其产生初始可见裂缝时的冲击能量是素混凝土和钢环约束混凝土的4~20倍;其破坏时的冲击能量远高于素混凝土和钢环约束混凝土,甚至超过40倍;相比钢环约束混凝土,预应力约束混凝土破坏时裂缝更细,整体性更好,且可以更为显著的提高高强混凝土的抗冲击性能。为有效提高预应力约束混凝土的抗冲击性能,钢环的锥面倾角不宜大于3°,采用正六角形钢环要优于圆形和正四角形钢环。提出的锥台嵌挤预应力约束形式可以用于提高钢管混凝土的抗冲击能力,也可应用于防护门面层或遮弹层等结构中。

空气锤撞击应力波模拟研究

空气锤钻井具有转速低、钻压小、控制井斜容易、提高机械钻速、减少钻井时间和成本等优点,因而在国内外各个领域受到广泛的重视和应用。但是研制大直径、高性能空气锤仍然是目前的难题,空气锤活塞和钻头在撞击过程中产生极高应力,严重制约了空气锤尺寸的设计,导致构件寿命大大降低。根据应力波传播理论及赫兹非线性撞击理论,应用差分原理对空气锤整个撞击过程、撞击过程中活塞和钻头受力进行了模拟研究,并编制了空气锤撞击应力波的模拟程序;应用此程序就活塞中截面位置变化对其性能的影响进行了研究。通过实例分析,得出空气锤活塞中截面位置对活塞受力影响较大,对整个凿入效率影响不大的认识。

球面多点加压适张圆锯片残余应力研究

该文综合分析了圆锯片在工作中受到的离心应力、切削热应力以及辊压和锤击适张产生的适张残余应力 ,并比较了辊压和锤击两种适张方法的优点和不足 .为了取长补短 ,作者提出了多点加压适张新方法 ,即用球面、柱面或锥面等压头对锯片进行加压适张 .研究中用X射线应力检测仪对球面多点加压适张后锯片内的残余应力进行了测定 .结果表明 ,新适张方法所获得的应力分布曲线相当理想 ,即适张获得的残余应力几乎抵消了锯片在工作中受到的离心应力和热应力之和 .这表明多点加压是一种很有开发价值的圆锯片适张新方法 .此外 ,X射线检测时 ,在适张前后 ,锯片切线方向皆为拉应力 ,而径向为压应力 .经电解抛光 10 μm后 ,无论径向还是切向 ,所测得应力的绝对值都有不同程度的下降 .由于机加工的影响 ,锯片中心孔边缘。

高桩码头PHC管桩试桩试验分析

通过长江某高桩码头PHC管桩试桩试验,分析了PHC管桩承载力检测方法的适用性与承载特性,为该码头周边相似地质区域的PHC管桩应用提供参考。

TNT在热和撞击加载作用下的点火性能

采用大落锤加载装置研究了压装TNT在热和撞击复合加载下的点火性能,探讨了底隙体积和温度对TNT点火性能的影响。结果表明,加载应力峰值与落锤上升高度的平方根成正比;底隙体积和温度均影响TNT的点火性能。20℃、底隙体积从28.6mm3增加到50.2mm3时,TNT点火时的加载应力峰值下降了18.3%;当底隙体积为50.2mm3、温度从40℃上升到50℃时,加载应力峰值下降了57.5%,加载应力峰值对温度的变化更为敏感;点火应力峰值与底隙体积成指数关系。

基于Ls-Dyna的高能射流式冲击器活塞杆回程应力分析

针对在钻探实践中高能射流式冲击器的活塞杆频繁出现尾部塑性变形严重影响冲击器工作性能和整体寿命的现象,拟对活塞杆进行优化改进。利用非线性动力学仿真软件Ls-Dyna对活塞杆的回程撞击缸体进行数值模拟和优化分析,并进行了室内试验,结果表明:冲击末速度为4 m/s,活塞杆回程撞击缸体强制停止运动瞬间,尾部产生的应力集中值为3 339.28 MPa,导致其破坏;优化改进后,活塞杆上下端直径比为17/16、尾部圆弧直径为60 mm,活塞杆体内的应力集中值为1 419.66 MPa,较改进前活塞杆的应力集中值减小58%。试验验证表明,优化后的活塞能大幅提高使用寿命和耐久性。

强夯法加固的主要设计参数研究

综合利用土体动力学理论,结合弹塑性有限元分析,研究了不同地基条件、不同的夯击方式下土体的应力-应变特征,从理论上确定了不同地基条件下,强夯法施工中的设计参数选定方法,包括锤重、落距、夯距等。在常用的地基或填方参数情况下,有效加固范围是夯锤直径的1.5～2.5倍。以此作为强夯设计依据,对工程实践具有一定的指导意义。

柱塞流和水锤荷载的应力模拟方法

柱塞流、水锤等偶然荷载以冲击荷载方式作用于管系,对其造成很大危害,为确保管道系统的安全和稳定运转,必须进行合理的管道布置和支架设计。文章介绍了柱塞流和水锤荷载的产生及其冲击力的计算原理;柱塞流和水锤荷载的动态和静态模拟方法;并结合PYRENEESFPSO项目,通过管道应力分析软件CAESARII对等价静力法进行了详细说明,为管道系统设计提供参考依据。

基于流固耦合作用的罐式集装箱强度分析

应用FLUENT软件对罐车在刹车过程中罐内液体的晃动情况进行模拟,并基于最大水击压力工况,运用有限元分析软件ANSYS对罐车进行应力分析。研究表明:按实际刹车制动过程液体晃动水击内壁压力计算的液化气体罐式集装箱的罐体最大应力要比按JBT 4781—2005标准计算的最大应力值增加38.6%。而且按照JBT4781—2005液化气体罐式集装箱规定计算得出的罐体各部分应力均低于许用值;但是在实际液体晃动产生的水击压力作用下,在支撑圈与封头连接处的应力大于许用值,不能满足强度要求。

实心锤头径向锻造压应力分析

为了研究径向锻造工件内部压应力产生的工艺条件,采用DEFORM3D有限元软件对GFM精锻机SXP-65实心锤头的径向锻造过程进行数值模拟。通过改变压下量和拉打速度得到主要模拟结果为:实心锤头径向锻造锻件心部应力为压应力;当相对压下率和拉打速度小于特定值时,锻件心部受两向压应力;而当相对压下率和拉打速度大于一定的条件时,锻件心部再受轴向压应力,即心部受三向压应力;并得到了不同拉打速度下的相对压下率的参考值,对于制定合理的锻造制度具有参考价值。