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NFX|在石油工业中的应用

1年前浏览4794
      石油机械设备在能源产业迅速发展的形势下得以广泛应用,随者石油价格的不断变动以及开采难度逐年加大,石油装备的创新设计开发显得日趋重要。创新不仅是石油生产开发工作的前提,而且对石油产品的质量和成本也发生重要影响。
日前,在石油机械设备设计过程中常见的向題有:
(1)经验选材方式。机械设备材料的选择髟响设备外观、使用性 能、使用寿命等方面,选材至少要满足性能和工艺这两种基本要求,然而通常情況下,一些人仅仅依据简单的计算和经验提供的信总选择设各制造材料,这种方式严重阻碍了设备设计最优化的进程。
(2)设备设计标准零散杂乱,没有在石油设备设计工作中实现标准化与优化模型的融合。
在大力弘扬可持续发展的令天,降低能耗、提升机械设备的可用性对于石油机械设备设计具有十分重要的意义。企业对于石油机械设备的设计开发,应坚持走标准化、低投入、零污染、高效能的发展模式。

石油钻机

钻机在起升、实际工作中承受载荷比较复杂有自重、最大钩载、风载等,因此分析钻机起升及实际工作中各部件的受力情况,对于优化钻机结构提高强度有着重要的作用。

Ø分析目的

分析钻机起升、最大钩载和风载作用下的强度是否满足要求

Ø分析类型

 线性静力分析

   一般接触、焊接接触

脱气仓

脱气仓在工作状态下受到自重、操作压力、操作温度和螺栓预紧力作用,并可能同时伴有风载、雪载作用。在地震发生时,又受到地震波的作用,考虑上述情况建立脱气仓与钢筋支架有限元模型。

Ø分析目的

   脱气仓结构在复杂载荷是否满足强度要求,验证设计的合理性

Ø分析类型

接触分析

瞬态动力学分析

 焊接接触、一般接触



抽油机

抽油机设计中诸如:抽油机总成、支架、游梁曲柄连杆机构、动力装置以及各个零部件的设计等,都可以发挥出其分析计算优势,使得设计的各部件尺寸合适、性能最佳,达到提高抽油机产品性能,降低生产成本的目的。

Ø分析目的
 校核整体结构强度、优化结构尺寸
Ø分析类型
  动力学分析
  静力学分析
 考虑自重、悬点载荷

优化设计

套管头

在实际固井过程中套管头发生破裂,是由于套管头悬重超标引起,还是固井过程水泥浆凝固时附加载荷引起,分析破坏原因采取相应的措施。

Ø分析目的
 校核套管头正常悬挂载荷作用下的强度及其极限悬挂载荷作用的强度。
Ø分析类型
 静力学分析
  接触分析
 考虑套管悬挂自重、试压载荷

储罐

对拱顶储罐进行结构分析是将整个储罐作为整体,并对其结构进行适当的简化,模拟储罐实际的工作状况,考虑罐顶与罐壁连接处焊缝、壁板之间连接焊缝及罐壁与罐底连接处焊缝对其应力分布的影响,以及肋条与罐顶、罐底与地基的接触非线性行为和罐体大变形效应,来对储罐进行三维梁-壳-实体建模。

Ø分析目的
 分析储罐在实际工作载荷作用的强度,如果结构发生破坏核,首先发生在什么位置。
Ø分析类型
 静力学分析
 焊接接触分析

不压井装置

不压井作业是指用于在井筒内有油、气、或者水压力存在的情况下,不进行放喷,直接进行强行起下管柱的作业方式,井口作业装置包括:控制台、上层平台、液压缸连接盘、液压缸、下层平台 、平衡四通等部件,这些部件在实际工作中承受相当大的载荷。

Ø分析目的
 分析井口装置在工作载荷作用下强度是否满足要求,
Ø分析类型
  静力学分析

换热器

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。该项目主要分析了操作压力(管程压力、壳程压力)和自重作用下,管板与换热管采用焊接连接方式时的受力变形状态。

Ø分析目的
 分析换热器在操作压力、操作温度载荷作用下的应力分析状态,
Ø分析类型
静力学分析
焊接接触分析
  热分析

螺纹结构

旋转钻井过程中接头承受预紧、拉压、扭转、弯曲、内外压力等多种静载荷或动载荷,而连接螺纹由于螺纹根部应力集中、上扣扭矩及工作载荷等因素的影响,使其成为钻柱的薄弱环节。考虑内、外螺纹齿间及端面的接触作用,准确描述其工作状态。

Ø分析目的
 分析连接螺纹的强度及疲劳强度,实现螺纹牙型和连接尺寸等几何参数的优化,使钻具连接螺纹失效得到有效控制,
Ø分析类型
 静力学分析
  一般接触分析

合成氨车间

合成车间再生塔管线在进入塔前法兰附近发生泄漏,后经检查发现是入口管线与塔壁焊接角焊缝上方塔壁本体上有两处裂纹,现分析破裂原因为管道改造提供方案。

Ø分析目的
分析实际工作过程中管道开 裂的原因,为管道改造提供技术支持,
Ø分析类型
静力学分析
模态分析
 谐响应分析

模态分析:结构的振动特性,确定结构变形不协调的振型。

谐响应分析:用于分析持序的周期载荷在结构系统中产生的持续的周期相应(谐响应),以及确定线性结构承受随时间按简谐规律变化的载荷时稳定响应的一种技术。该项目用来确认结构变形不协调的频率。

在海岸石油工业中的应用

海岸平台、上层结构、浮动单元、近海结构和水下管道建模

海底管线和歧管、稳定、鼓起屈曲

气体加工装备
液压钻油船单元、塔架、直升机甲板、井围甲板、潜水箱结构、卸货平台
不同操作环境下的热机模拟
自升降钻油平台、自升式船舶
船舶系链分析和引线孔操作、连接件分析
柔性铰、刚性链、高温高压环境、周期加载、疲劳寿命
浮动平台的长期管理和结构完整性、船体疲劳、上层结构、锚
疲劳分析全面考察、寿命预测

midas NFX应用特点:

*基于Windows风格的中文化操作界面,中文的技术资料和帮助文档。操作简便、学习容易,最大限度地降低学习和培训成本。

*专业的求解系列,包括动态设计分析方法(DDAM)。它整合了Alion科学和技术水下冲击分析程序和Proteus工程的MAESTRO程序的分析能力。

*高性能的处理计算技术。它包括高级的并行、迭代、稀疏直接的PCGLSS求解器和分块Lanczos求解器。可以求解超过1千万自由度的大型模型。

*有着专业的、工程验证过的单元技术,包括混合四边形和六面体单元和不一致网格间的插值单元

*适合于DDAM和动力响应分析的专业的模态过滤和数据重开始工具。它可以通过重用模态数据库而无需执行特征值提取分析来提高分析速度

*鲁棒的3D面接触能力。它可以容易处理装配体间不一致的网格,同时考虑了接触间的摩擦效应。

*基本到高级的材料模型,包括温度依存材料、非线性弹性和塑性效应、蠕变、热弹性、超弹性和复合材料。

*子结构和模态缩减方法。它允许创建和使用子结构来改善大模型的分析效率,并提供转换模型数据到子结构的便利方法。

*子建模允许深度评价特定区域。

*载荷边界插值允许对来自专业的热传导和流体动力学模型的温度和流体输出映射至结构模型以作为载荷和边界条件。

*惯性释放能力。准静态模拟无约束结构,如飞行中的航天器和潜水艇,在受到力作用的内部应力情况。

midas应用之压力容器

来源:midas机械部落
静力学瞬态动力学振动疲劳复合材料非线性航天船舶焊接裂纹NFX材料单元技术螺栓
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首次发布时间:2022-11-25
最近编辑:1年前
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