海底管道中泡沫清管器接触应力有限元分析

为分析清管器在海底管道中的清洁能力,以泡沫清管器为研究对象,基于有限元软件ANSYS建立清管器与管道的3维模型,进行数值模拟,并通过与理论解析解对比以验证模型准确性。在此基础上,从清管器接触应力分布出发,对泡沫密度、管道椭圆度、清管器过盈量、管壁摩擦等影响因素进行研究。结果表明:清管器在无损的均匀直管内接触应力均匀分布、在椭圆管道内则呈“8”字型不均匀分布;接触应力随清管器过盈量的增大而增大,但过盈量对清管器表面接触应力分布形式无影响;管壁摩擦使得清管器表面轴向接触应力分布不均匀,且接触应力随摩擦系数增大而指数增大;清管器密度只影响接触应力大小,对接触应力的分布规律无影响。

泡沫清管器过盈量计算及其对清管效果影响

在对管道进行清理的过程中,清管器与管道内壁之间实现过盈配合而产生接触力,因此过盈量的设计对两者之间的接触力及清管效果具有重要影响。针对清管器-管道结构,分别建立平面应变模型、平面应力模型及空间轴对称模型,求解得到相互作用力与过盈量之间的函数关系。考虑实际工程应用,在过盈量确定条件下,采用有限元对管道内壁存在污垢的情况进行模拟,展示3种具有不同过盈量清管器的清洗效果。将3种力学模型所得到的结果与有限元模拟结果进行对比。结果表明平面应力模型、空间轴对称模型和数值模拟得到的结果非常接近,比平面应变模型更加符合工程实际,在此基础上,结合实际工程中所用参数,通过力学平衡方程,可以得到清管器运动所需的推动力与过盈量之间的函数关系;对工程中常用的管材钢和泡沫聚氨酯材料相配合的清管系统进行过盈量求解,发现其过盈量一般在2%~5%,符合工程实际需求。3种具有不同过盈量清管器的清洗效果说明若要得到较佳的除垢效果则需要合理设计过盈量。

泡沫清管器解决了巴西海上的清管问题

本文通过大量的试验证明了泡沫清管器的清蜡效率。以鲜明的对比证实了其优势及应注意的问题。

泡沫清管器在海底管道中的清洁能力分析

椭圆化后的海底管道可能会减小与清管器的接触面积而影响密封效果,进而影响清洁效果。为分析泡沫清管器在海底管道中的清洁能力,以泡沫清管器清洁海底管道为研究对象,从接触应力和接触面积角度衡量清洁能力,利用ANSYS软件分析管道椭圆度、清管器过盈量及管壁摩擦等因素对清洁能力的影响。分析结果表明:同一清管器在清洁不同海底管道时,接触应力会随管道椭圆度的增大而减小,并且椭圆度较大的管道可能会与小过盈量的清管器接触不完全而影响清洁效果;摩擦使接触应力分布不均匀,且摩擦越严重,应力分布越不均匀;接触应力随清管器过盈量增大呈线性增大,接触面积也会随过盈量增大而增大并趋于稳定。所得结论可为泡沫清管器的现场应用提供参考。

压力波法跟踪泡沫清管器

泡沫清管器通过结蜡原油管道内的蜡层突起时产生压力波,传递至上、下游采压点形成时间差,据此对泡沫清管器在管道内的实际位置进行跟踪。结合非洲乍得原油管道的实际清管过程,将计算模型与实际结果比较,满足要求。采用压力波法跟踪泡沫清管器解决不带跟踪器的泡沫清管器进行跟踪的问题,有助于管线安全清管作业及制定合理的清管输油方案,适用于结蜡较多的具有压力采集系统的原油管道,随着压力采集点的增多,跟踪准确度越高。

高压燃气管道泡沫清管器卡堵解决过程分析

文章结合高压燃气管道在线清管作业的现场经验,对实施泡沫清管器清管作业过程出现卡堵情况进行探讨、分析,提出了判断清管器卡堵位置位于三通的技术分析方法,为行业实施同类清管工作提供借鉴意义。

泡沫型清管器在子洲气田的应用效果评价

天然气管道在长时间运行后会出现杂质、液体附着或沉积在管道内壁的问题,不仅会增加管输能量损耗,降低输送能力,还会造成管道腐蚀,安全风险增加。因此,为保证管道高效、安全平稳运行,定期对管道进行清洁尤为重要。本文通过对传统式皮碗型清管器和泡沫型清管器进行性能分析及现场应用研究,确定了泡沫型清管器更适合应用于子洲气田,且试验效果良好,解决了传统式皮碗型清管器在应用过程中存在的安全风险高、效率低、资源浪费等难题。

一种新型泡沫测径清管器的设计及仿真模拟

针对泡沫清管器在清管过程中不能准确判断管道变形,无法清除顽固残余物质,导致后期投放的检测仪器结果不准确,甚至堵塞管道等问题,设计了一种新型、低成本泡沫测径清管器,利用漏磁检测原理在泡沫清管器聚氨酯层中放置磁块,由霍尔元件测量管径变形时的磁场变化,即可得出残余物质的高度、外形等特征来进行预先测径。实现了在管道复杂工况中对管内结垢及变形情况的准确检测,避免了卡堵。以运行过程中的泡沫测径清管器为研究对象,通过ABAQUS软件仿真模拟其遇到残余物质时的变形情况,结果表明:当发生一定变形时,泡沫测径清管器外层泡沫体密度越大,厚度越薄;内层泡沫体密度越小,厚度越厚,测量得到的位移变化量结果越准确。(图2,表4,参20)

兰州石化-中川机场航煤管道工程几何变形检测实施方法

文中介绍了兰州石化-中川机场航煤管道工程的基本情况,介绍了泡沫清管器、皮碗清管器和几何检测器的发送过程,对发送数据进行了分析,对实施过程中出现的问题采取了解决措施,对几何变形检测的结果进行了评估。从几何检测的必要性、清管器的发送顺序、驱动力的选择要求、末端背压的建立和统一检测要求等方面对新建管道的几何变形检测实施方法提出了建议,为新建管道几何变形检测的实施提供了参考,有利于管道的全寿命周期完整性管理。