基于连续油管清污的接触压力与流场仿真研究
发布时间：2022-07-13 14:54
随着连续油管作业技术的成熟,对连续油管装置的维护的要求也越来越高,为抑制其腐蚀失效,如何有效地清洗并排出连续油管内的杂质至关重要。现今我国在此领域大多止步于工程实践经验。对于连续油管作业结束后附着于连续油管内壁的泥、沙或酸液等物质,若仅做简单冲洗或者冲洗后排液不完全,依旧不能很好地抑制这些杂质对连续油管的腐蚀,甚至在冰点以下残留在连续管内壁的液体凝固会使连续管胀裂。当今常用的液氮气化吹扫的方法并不能达到很好的排液效果。本研究首先对连续油管作业后的清洗排污技术提出改进的新方案,并使用新方法根据排气量设计储气排罐。然后根据新方案建立橡胶塞与连续油管配合的模型,定义无量纲参数δ与ζ,使用ANSYS对接触过程进行有限元分析,引入橡胶的材料非线性特征和接触分析的过程非线性,提取接触压力。分析在不同压差下圆柱形橡胶塞在不同过盈量和厚度、球形橡胶塞在不同过盈量下清管效果。再通过FLUENT建立管道内流体湍流模型,使用UDF程序编程并与动网格结合,分析圆柱橡胶塞的过盈量对流场的影响,以有效地预测连续油管的清理过程。获得的研究结果表明,对于圆柱橡胶塞过盈量对接触压力的影响随着过盈量增大而减弱,厚度对接触...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究背景
1.2 连续油管作业技术概述
1.2.1 连续油管作业设备
1.2.2 连续油管技术应用场合
1.3 应用现状及研究现状
1.3.1 应用现状
1.3.2 研究现状
1.4 本论文主要研究的内容
2 连续管清洗排液的产品参数设计
2.1 盘管计算
2.2 基于工程算法的高压气瓶组参数选择
2.2.1 数学模型
2.2.2 沿程压力损失的计算
2.2.3 高压气瓶组的选择
2.3 本章小结
3 不同参数橡胶塞排液的数学模型
3.1 研究现状
3.2 接触分析的数学模型
3.2.1 接触类型
3.2.2 接触非线性
3.3 橡胶材料性质
3.3.1 几何非线性
3.3.2 材料非线性
3.4 ANSYS仿真模型建立
3.5 本章小结
4 橡胶塞参数对于接触压力影响的结果分析
4.1 排液效果的影响因素
4.2 圆柱型橡胶塞仿真结果分析
4.2.1 过盈量对于接触压力的影响
4.2.2 橡胶塞厚度对于接触压力的影响
4.2.3 压差对于接触压力的影响
4.3 球形橡胶塞的仿真结果分析
4.3.1 过盈量对接触压力的影响
4.3.2 压差对接触压力的影响
4.4 本章小结
5 橡胶塞清理连续油管的流体模型建立
5.1 研究现状
5.2 连续管排液模型建立
5.2.1 管道模型建立
5.2.2 排液橡胶塞在管道中的力学分析
5.3 连续管排液的流场分析模型建立
5.3.1 模拟选用的橡胶塞与连续管的物理参数
5.3.2 软件模型建立
5.4 本章小结
6 橡胶塞清理连续油管过程流体仿真结果分析
6.1 过盈量为1%的模型结果分析
6.1.1 压力分析
6.1.2 速度分析
6.1.3 湍动能分析
6.2 过盈量为5%的模型结果分析
6.2.1 压力分析
6.2.2 速度分析
6.2.3 湍动能分析
6.3 过盈量为9%的模型结果分析
6.3.1 压力分析
6.3.2 速度分析
6.3.3 湍动能分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性轴用Y形圈的结构分析及优化[J]. 王文虎,闫志旭,刘建红. 润滑与密封. 2014(10)
[2]输油管道清管器的有效运行距离[J]. 杜炘洁,宋晓琴,于进. 油气田地面工程. 2012(08)
[3]国外连续油管技术最新研究进展[J]. 陈树杰,赵薇,刘依强,刘业成. 国外油田工程. 2010(11)
[4]基于Ansys的橡胶O形密封圈的密封性能有限元分析[J]. 杨春明,谢禹钧. 弹性体. 2010(03)
[5]国外连续油管作业机的最新进展[J]. 任国富,张华光,付钢旦,桂捷,赵广民. 石油矿场机械. 2009(02)
[6]关于橡胶O形密封圈的Ansys分析[J]. 王杰,谢禹钧. 辽宁石油化工大学学报. 2008(04)
[7]连续油管国内外应用概况及国内的研制方向[J]. 彭在美,窦树柏,董帅,翁博,孙晓峰. 焊管. 2008(04)
[8]基于有限元分析的液压往复密封优化设计[J]. 贺庆平,张付英,沈晓斌. 机械设计与制造. 2008(07)
[9]C形密封圈结构的有限元分析[J]. 于振波,蔡永梅,唐晓初. 石油化工设备. 2008(02)
[10]连续管工作寿命预分析[J]. 王龙庭,徐兴平. 石油矿场机械. 2007(12)
本文编号：3660243
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究背景
1.2 连续油管作业技术概述
1.2.1 连续油管作业设备
1.2.2 连续油管技术应用场合
1.3 应用现状及研究现状
1.3.1 应用现状
1.3.2 研究现状
1.4 本论文主要研究的内容
2 连续管清洗排液的产品参数设计
2.1 盘管计算
2.2 基于工程算法的高压气瓶组参数选择
2.2.1 数学模型
2.2.2 沿程压力损失的计算
2.2.3 高压气瓶组的选择
2.3 本章小结
3 不同参数橡胶塞排液的数学模型
3.1 研究现状
3.2 接触分析的数学模型
3.2.1 接触类型
3.2.2 接触非线性
3.3 橡胶材料性质
3.3.1 几何非线性
3.3.2 材料非线性
3.4 ANSYS仿真模型建立
3.5 本章小结
4 橡胶塞参数对于接触压力影响的结果分析
4.1 排液效果的影响因素
4.2 圆柱型橡胶塞仿真结果分析
4.2.1 过盈量对于接触压力的影响
4.2.2 橡胶塞厚度对于接触压力的影响
4.2.3 压差对于接触压力的影响
4.3 球形橡胶塞的仿真结果分析
4.3.1 过盈量对接触压力的影响
4.3.2 压差对接触压力的影响
4.4 本章小结
5 橡胶塞清理连续油管的流体模型建立
5.1 研究现状
5.2 连续管排液模型建立
5.2.1 管道模型建立
5.2.2 排液橡胶塞在管道中的力学分析
5.3 连续管排液的流场分析模型建立
5.3.1 模拟选用的橡胶塞与连续管的物理参数
5.3.2 软件模型建立
5.4 本章小结
6 橡胶塞清理连续油管过程流体仿真结果分析
6.1 过盈量为1%的模型结果分析
6.1.1 压力分析
6.1.2 速度分析
6.1.3 湍动能分析
6.2 过盈量为5%的模型结果分析
6.2.1 压力分析
6.2.2 速度分析
6.2.3 湍动能分析
6.3 过盈量为9%的模型结果分析
6.3.1 压力分析
6.3.2 速度分析
6.3.3 湍动能分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性轴用Y形圈的结构分析及优化[J]. 王文虎,闫志旭,刘建红. 润滑与密封. 2014(10)
[2]输油管道清管器的有效运行距离[J]. 杜炘洁,宋晓琴,于进. 油气田地面工程. 2012(08)
[3]国外连续油管技术最新研究进展[J]. 陈树杰,赵薇,刘依强,刘业成. 国外油田工程. 2010(11)
[4]基于Ansys的橡胶O形密封圈的密封性能有限元分析[J]. 杨春明,谢禹钧. 弹性体. 2010(03)
[5]国外连续油管作业机的最新进展[J]. 任国富,张华光,付钢旦,桂捷,赵广民. 石油矿场机械. 2009(02)
[6]关于橡胶O形密封圈的Ansys分析[J]. 王杰,谢禹钧. 辽宁石油化工大学学报. 2008(04)
[7]连续油管国内外应用概况及国内的研制方向[J]. 彭在美,窦树柏,董帅,翁博,孙晓峰. 焊管. 2008(04)
[8]基于有限元分析的液压往复密封优化设计[J]. 贺庆平,张付英,沈晓斌. 机械设计与制造. 2008(07)
[9]C形密封圈结构的有限元分析[J]. 于振波,蔡永梅,唐晓初. 石油化工设备. 2008(02)
[10]连续管工作寿命预分析[J]. 王龙庭,徐兴平. 石油矿场机械. 2007(12)
本文编号：3660243
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3660243.html
