管中管流体流动与管柱变形测量实验平台设计与测试

基于海上管中管结构承载特性设计了管中管流体流动与管柱变形测量实验平台。该实验平台可更换不同的内管尺寸,研究不同管柱组合的变形和海水流动响应,能够通过调节外管外流速度、内管内流速度、顶部张紧力大小及水深等模拟海上管中管流体流动和变形特性。该实验平台可帮助学生加深对海上管中管的结构、原理及其作用的理解,提高专业兴趣,还可以进行管中管结构动态响应创新性实验研究,培养创新意识,提高解决复杂工程问题的能力。

海上管中管结构力学研究现状与发展

为了避免风浪流、泥线低温等海洋环境载荷对钻完井作业及生产管柱的影响,海上管中管结构以其良好的安全保护、保温、传输等性能被广泛应用。目前,管中管的力学、强度及安全分析主要依据单管结构进行。为了系统梳理管中管在作业过程中力学分析方法,对管中管的结构组成,海上单管承内压、外压、屈曲设计与校核分析方法进行了介绍;同时,根据海上管柱易出现横向塌陷的特点,在单管塌陷及其传播公式基础上,对管中管的4种主要塌陷模式、管中管的塌陷传递压力计算方法进行了说明;在总结管中管动力学分析理论及其成果的基础上,提出了管中管结构动力学研究的发展方向。该研究有助于中国海上管中管结构力学的深入研究,可为中国深水领域的管中管安全作业提供借鉴。

府村川隧道消防管道“管中管”传热模式及关键参数

为明确基于太阳能利用的公路隧道消防管道内设加热保温方案的关键参数,依托府村川隧道工程,建立“管中管”数值计算模型,通过数值与理论计算,确定经济合理的保温层厚度和进口温度,并通过拟合计算,提出能综合反映闭合环路管加热的传热量放大系数。研究结果表明:1)外敷保温层的防冻效果存在上限,保温层厚度取值宜为50 mm左右,加热管进口温度应保持在40℃以上,能有效阻止消防系统冻结;2)第2传热过程数值计算结果与理论计算结果吻合较好,证明了数值计算结果的可靠性;3)结合数值计算结果,提出考虑第1传热过程双管闭合环路加热的传热量计算公式,并通过府村川隧道工程验证了公式的可行性,提出当消防管道温度小于36.4℃时,消防管道不会发生冻结危险。

深水TTR立管管中管结构非线性时域分析

在借鉴国外工程实践经验的基础上,采用多层管模型来模拟管中管结构,进行了顶张紧式立管管中管结构的非线性时域分析。多层管模型与传统的等效组合模型相比,其主要的优点在于:它可以模拟内外管之间的相互作用,而且可以通过改变扶正器的相关参数,对扶正器的大小和位置进行优化设计,以此保证内外管之间不会发生碰撞和摩擦;此外,文章还对张紧力在内外管之间的分配进行了研究,采用的管中管结构模拟技术对TTR立管在位强度分析技术的发展具有一定的指导意义。

深水管中管钢悬链线立管的非线性动力分析

立管技术是深水资源开发的关键技术之一。管中管钢悬链线立管具有同心的外管与内管，其外管提供机械保护，内管提供油气通道，内、外管之间按照一定的距离安装扶正器以保护绝热材料，在深水油气开发中具有较大的应用价值。充分考虑在位立管承受的复杂载荷条件泡括动边界、波浪与海流载荷、立管自重、海水浮力、管内外静压力），以及整体和局部非线性因素（包括摩擦、滑移、接触、间隙等），采用时域有限元软件ABAQUS实现管中管钢悬链线立管的建模与非线性动力分析。

电流环法测试管中电流技术应用

由于实际管道中阴极保护电流较小以及现场环境干扰严重,现有的方法难以测得真实的管中电流。文中结合现场案例,通过与电位差法作对比,介绍了电流环法在测量埋地管道管中电流方面的应用。结果表明:电流环法可以测量管道中电流的大小及方向;电流环法与电位差法测得的电流数值基本相同,但电流环法的测量值更稳定;由于地磁场对电流环的影响范围在±100 mA之内,当管中电流小于100 mA时,测试数值正负跳动,无法取值,也不能判断电流方向,电流环法不适用。

卷管法安装海洋管中管的有限元分析

针对在1,500,m水深以卷管法安装管中管的过程进行了数值模拟.建立了管中管横截面的平面应变有限元模型,研究内外管之间的相互作用,将接触力和变形关系等效为内外管之间的非线性接触属性;建立了整体有限元模型进行管中管的安装分析,研究了内外管的受力和弹塑性变形,并研究了安装过程造成的内外管之间保温层厚度的折减.结果表明,外管承受了主要的拉力,内外管在安装中发生两次弹塑性应力-应变循环,内管和外管产生最大的累积塑性应变分别为4.13%和5.07%;安装完成后保温层最大的厚度折减为26.2%.

深海垂直管中管载荷传递模拟分析

连续油管技术以其独有的特性被广泛应用在海洋油气工程的各个领域。由于连续油管刚度较小,且海洋环境复杂,在下入海洋立管过程中容易引起海洋油气管道的事故。因此需要对连续油管在海洋立管中的力学传递特性进行研究,以保障作业的安全性和可靠性。通过Abaqus软件建立连续油管下入海洋垂直立管的有限元模型,分别进行了海洋立管在固定边界和浮动边界下连续油管注入过程的模拟。分析结果表明:在同等条件下,海洋立管在固定条件下,连续油管的轴向载荷大于同等位置时海洋立管在浮动条件下的连续油管轴向载荷;当注入力超过2倍螺旋屈曲临界载荷时,海洋立管在固定边界条件下,连续油管轴向载荷传递效率高于海洋立管在浮动边界条件下连续油管轴向载荷的传递效率。

多频管中电流法在长宁输气管线上的应用

简单分析目前埋地管道防腐层地面检测上常用的多频管中电流法 ,结合作者实际工作 ,介绍该技术在宁夏长宁天然气公司长宁输气管线防腐层检测评价中的应用。通过检测 ,共查出管道防腐层破损点 137处 ,在对上述破损点进行开挖修补时 ,发现防腐层均存在不同程度老化及破损 ,证明该技术对于防腐层破损检测准确率达到 10 0 % ,验证了多频管中电流法的准确性及科学性 ,同时 ,对使用中积累的经验进行总结 。

管中管混凝土柱轴压情况下受力性能研究

同心配置双管形成管中管混凝土可以改善大径管带来的问题。共设计了7根管中管混凝土短柱试件,以内管配钢率和屈服强度为主要变化参数,对其进行轴压试验研究,分析了试件的破坏特征、承载力和荷载-位移曲线,给出了变形和承载力的试验结果,研究了各影响参数对试件变形和承载力的影响。试验结果表明:较普通钢管混凝土柱,内配钢管的钢管混凝土柱改变了其破坏形态,提高了其承载能力,改善了试件的延性;内外钢管在试件达到承载力时都已经屈服,充分发挥了钢材的作用;采用有限元软件ABAQUS进行了数值计算分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,吻合良好。

管中管结构外管塌陷对内管强度的影响

管中管(PIP)结构以其良好的保护特性在海底输流管道中得以广泛使用,但在海洋复杂环境中,受外部静水压力、腐蚀、局部拖挂、地层垮塌等因素的影响,外管容易出现局部塌陷,从而使内管的安全使用受到影响。基于此,对外管塌陷下内外管碰撞接触面特性、内外管接触碰撞算法进行了分析,对接触状态下内管接触应力、等效应力和无接触下内管等效应力计算方程进行了推导,并应用有限元软件Anysy进行了PIP结构外管塌陷数值模拟。研究表明,外管塌陷与内管产生接触碰撞后,内管最大应力和变形量均随相对塌陷深度的增大而显著增大,外管壁厚对内管最大应力和变形量影响较小;在塌陷深度一致情况下,塌陷位置距内管中心越远,内管最大应力越大。该研究为PIP结构的设计和安全运行提供了理论基础。

利用模糊综合评判方法评价“管中管”管道腐蚀程度

对“管中管”输油管道的腐蚀程度进行定量评价是全面了解管道腐蚀情况的基础,是对管道进行剩余强度评价、剩余寿命预测以及可靠性分析的依据。提出了利用模糊综合评判方法对“管中管”输油管道进行腐蚀程度评价的具体方法,通过工程实例验证了该评价方法的实用性。

基于CFD疏浚泥管中混合固化的数值仿真研究

基于疏浚淤泥管中固化技术,运用计算流体分析软件CFD,通过欧拉多相流模型模拟了疏浚泥、空气和固化剂在管中混合的过程,同时进行了现场试验验证了仿真方法的有效性。讨论了结构改变对混合效果的影响,结果表明:固化剂入口角度变化对混合效果影响不大;并非空气入口角度越小混合效果越好;空气入口安置在固化剂入口之后混合效果更好;空气入口与扩大管入口之间的距离和扩大管直径存在一个临界值,小于或大于临界值都能改善混合效果。

“管中管”三同轴测试技术及小物理尺寸器件的电磁性能测试

传统的三同轴测试技术在测试物理尺寸较小的器件时存在局限性,在基于传统三同轴测试技术的理论基础上,介绍了一种新的测试技术——"管中管"方法的技术原理,并着重叙述了其在电缆组件、连接器等物理尺寸较小的器件的电磁性能测试中的应用。

术后引流管堵塞床旁改良管中管冲洗在临床上的应用

目的探讨在术后引流管堵塞床旁改良管中管冲洗在临床上的应用价值。方法对13例术中放置橡胶引流管因侧孔堵塞致术后引流不畅,在床旁于原引流管的体外暴露端任意部位戳一小孔,在此插入静脉输液针(剪去针头)冲洗引流。结果经过引流管改良,冲洗引流疏通了堵塞的侧孔,达到引流通畅、减轻症状、控制感染的效果,起到治愈目的,效果满意。结论取材方便、操作简单、不需要更换引流管或再手术引流,患者无任何痛苦,缩短了住院时间。

管中绕流试验装置设计

管中绕流试验是为解决大流场下流体能否流入敞开的管道以及其流入管中流体的量提供依据。管中绕流的试验装置的设计实现了管中绕流试验,也为工程上管流的研发应用提供了新的思考方向;该装置包括:外围大管道、中心小管道、弹簧、螺栓、测压管。

多频管中电流法防腐层检测评级参数影响研究

多频管中电流法通过计算管道防腐层绝缘电阻来判断管道外防腐层的状态,近年来得到较为广泛的应用。但对于丘陵山地的埋地输油气气管道,其评价结果与实际状态有一定差距。通过研究发现,评价结果与实际状态不符的主要原因是:管道分布电容、管道分布电感在GDWFF处理软件中对防腐层评价结果影响较大,尤其是管道分布电感是关键参数。为此,修正了多频管中电流法评价软件给出的管道分布电感推荐值,并采用现场开挖的方式进行验证,说明评价结果更符合山地实际。

单纯尿管引流与管中管引流在幼儿尿道成形术中的疗效比较

目的:比较尿道下裂术后单纯硅胶尿管引流与管中管法引流两种引流方法的优缺点。方法:回顾性总结2009年3月至2013年9月361例行尿道成形术尿道下裂患者的临床资料,其中91例采用尿管引流(A组)尿液,270例采用管中管引流(B组)尿液。比较两组患者术后膀胱刺激征、尿瘘、尿道狭窄及尿道憩室发生率。结果:A组发生膀胱刺激征9例(9.89%),尿瘘19例(20.80%),尿道狭窄10例(10.90%),尿道憩室1例(1.09%)。B组发生膀胱刺激征29例(10.70%),尿瘘36例(13.30%),尿道狭窄15例(5.55%),尿道憩室6例(2.22%)。两组膀胱刺激征及尿道憩室发生率并无统计学差别(P>0.05),尿管引流组尿瘘发生率高于管中管引流组(P<0.05)。尿管引流组尿道狭窄发生率高于管中管引流组(P<0.05)。结论:管中管法置管方式并不复杂,疗效优于单纯尿管引流法,值得进一步推广。

管中管法和喷涂法聚氨酯保温管性能比较分析

通过对管中管法和喷涂法聚氨酯保温管两种生产工艺进行简单阐述,将两种工艺生产的聚氨酯保温管道在微观结构、泡孔尺寸、密度均匀性、压缩强度、导热系数等各项性能数据进行试验比较分析,得出喷涂法工艺生产的聚氨酯泡沫在各项性能指标上均优于管中管法生产的聚氨酯泡沫。喷涂法工艺将是以后保温管道的重点发展方向。