抗反冲阀内部流场及关断特性的数值模拟分析

抗反冲阀是隔水管张紧系统的关键设备。对抗反冲阀的液压原理和机械结构进行了设计,并建立了三维仿真模型。利用计算流体力学有限元仿真平台,设定阀张紧液缸口边界条件为流体流量,模拟液缸运动形成的流量变化,分析了主阀口不同开度下主流道内部流场的流速和压力分布,以及主阀芯所受轴向液动力的变化情况。将仿真分析数据和结果应用到以抗反冲阀测试系统为基础,建立抗反冲阀动态仿真模型,进一步分析了阀的动态关断特性。仿真结果表明:该阀的内部流场静态性能优良,主阀芯动态关断响应迅速,满足设计要求。研究结果可为抗反冲阀的国产化设计制造提供参考。

基于AMESim的隔水管张紧器抗反冲控制研究

作为浮式钻井隔水管系统的关键装备,国产隔水管张紧器因其抗反冲控制试验难度大、成本高、风险不可控等因素,制约着产品的工业化应用进程。为降低隔水管张紧器的海试应用风险,提高张紧器抗反冲控制效果,以AMESim软件为仿真平台,选用南海某浮式钻井平台的隔水管系统为依据,建立抗反冲阀、张紧器、隔水管串及控制系统等相关模型,并搭建抗反冲控制系统,研究控制参数及脱离时刻对抗反冲控制的影响。研究结果表明:液缸位置-主阀开度控制曲线是抗反冲控制的关键因素;不同的脱离时刻对于张紧器抗反冲控制效果影响较大,为避免脱离时隔水管串出现局部弯曲的现象,建议脱离时刻选取在平台升沉曲线180°相位的附近。研究结果可为隔水管张紧器的控制逻辑优化和海试应用提供一定的依据。