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题名深水测试平台地面管道冲蚀速率预测模型
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作者
李长俊
陈宇恒
吴瑕
王静
张可欣
张财功
张洋
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机构
西南石油大学石油与天然气工程学院
中石化江汉油田石油工程技术研究院
中海油研究总院有限责任公司
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出处
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期212-220,共9页
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基金
国家自然科学基金面上项目“基于管道仿真与数值反演的天然气管道阻塞检测研究(编号:62372344)”
“深水超深水复杂井安全高效钻完井关键技术(编号:KJGG2022-0201)”部分研究成果。
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文摘
深水测试平台地面管道易受高压携砂介质冲蚀损伤,准确预测其冲蚀速率,对保障其运维安全具有重要意义,但常用Tulsa冲蚀预测模型主要针对碳钢和铝材,不适用于深水测试平台地面管材为低合金钢AISI4130特殊材质的冲蚀预测。为了扩大Tulsa模型在深水测试平台地面管道冲蚀速率预测的适用性,采用显示动力学方法建立了颗粒冲击靶材的有限元模型,考虑颗粒冲击速度与冲击角度对冲蚀预测模型关键参数的影响,从而改进Tulsa模型中的关键参数,最后将改进后的冲蚀速率预测模型计算结果与文献实验数据以及Tulsa模型计算结果进行了对比。结果表明:①颗粒冲蚀靶材的机理主要是切削和变形磨损,冲蚀速率随颗粒冲击角度增大呈先升高后下降趋势,最大值出现在30°;冲击速度增加引起冲蚀速率呈幂函数升高;②通过模拟颗粒多角度冲击靶材的情况,得到了更加准确的颗粒冲击靶材的分段多项式函数,相较原Tulsa模型仅通过10°与15°两种冲击角度试验,拓宽了Tulsa模型在深水测试平台地面管道冲蚀速率预测的适用性,其中分段角度为30°,与冲蚀速率最大值出现在30°的冲击角度相对应;③颗粒冲击速度较大时(大于10m/s),改进后的预测模型计算结果优于Tulsa模型计算结果,且相对误差随冲击速度的升高而减小,表明本文预测模型适用于深水测试平台介质高速流动的实际工况。
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关键词
深水测试平台
管道冲蚀
Tulsa模型
有限元分析
冲蚀速率预测模型
影响参数
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Keywords
deepwater test platform
pipeline erosion
Tulsa model
finite element analysis
erosion rate prediction model
impact parameters
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分类号
TE985
[石油与天然气工程—石油机械设备]
P751
[交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TE83
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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