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《北京建筑大学》 2018年
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水下立式采油树本体强度校核及测试方法研究

张华  
【摘要】:本文通过水下立式采油树相关适用标准及资料研究,开展了水下立式采油树结构设计与要求研究,内容涵盖水下立式采油树基本设计要素的选定、设计方法及安全配置、水下采油树本体设计要点、阀、阀组和驱动器的设计标准依据与设计要点等内容。该部分内容有助于更好更快的完成水下立式采油树总体结构设计,确保水下立式采油树结构合理、功能完善。通过目前常用强度理论的比较,并结合水下立式采油树强度校核方法标准适用性分析,确立水下采油树强度校核适用的强度准则为Von Mises变形能理论。随后基于von Mises屈服强度准则,引入水下采油树壁厚附加量、焊接系数等参数,推导出适用于水下采油树的壁厚计算公式及强度校核公式,为水下采油树结构设计与校核计算提供了依据和参考。以某水下立式采油树本体总成模块为例,进行水下采油树本体建模,及其ANSYS有限元分析。本论文采用先简化建模再整体建模进行水下采油树本体强度校核的方式。发现水下采油树本体井筒两端封头内壁处存在应力集中现象,不可直接应用传统强度理论校核公式来进行水下立式采油树本体井筒的强度校核。而水下采油树本体井筒出现应力集中现象的位置在采油树井筒最薄弱通道处以及两端封头内壁处。井筒整体及封头在设计、校核时应特别注意轴向应力对强度的影响,而井筒主体应特别注意径向应力。进行了水下采油树试验验证方法研究,论述了性能验证试验测试的一般要求以及水下采油树压力-温度循环实验的试验方法。论述了水下采油树工程接收试验的部件范围、压力试验范围及其试验方法。叙述了水下采油树工厂延伸接收试验、系统完整性试验以及工程环境测试的试验内容。在研究设计标准的基础上,提出具有可操作性的验证方法、验证衡准。对水下采油树的主要试验验证内容及试验方法流程进行了一个系统化的阐述。为国内水下采油树的试验验证方法研究起到促进作用。综上所述,本论文对水下立式采油树本体强度校核及测试方法研究过程中涉及到的结构设计要求、本体校核计算、本体强度有限元分析以及水下立式采油树的试验验证方法等方面进行了研究,该内容可对水下立式采油树的设计、校核、试验提供一定的技术理论支持,有助于推动水下立式采油树的国产化。
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TE952

【参考文献】
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