ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ РАСЧЁТНЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ АНАЛИЗА СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

М. Е. Волкова

Аннотация


На современном этапе существующая инфраструктура трубопроводов нефтедобычи, а также сопутствующее оборудование, которые проектировались и сооружались еще в советскую эпоху, непоправимо устарели. Именно этот факт обуславливает неуклонное увеличение издержек на поддержание работоспособности оборудования и выполнение ремонтных работ, а также рост числа аварий на объектах. В ближайшей перспективе, когда функционирующее оборудование практически исчерпает свой запас и в то же время начнется освоение новых месторождений газа и нефти, которые более удалены либо относились раньше к числу трудно разрабатываемых, возникнет необходимость запустить в эксплуатацию новые трубопроводы, имеющие более высокие технические характеристики. Если не разрабатывать виртуальные прототипы, то материальные затраты на создание новых образцов оборудования либо модернизацию старого будут огромными. Так как проведение работ, имеющих отношение к разведке новых нефтяных и газовых месторождений, связано с высокими рисками и неопределенностями, то на данный момент представляется целесообразным и перспективным в данной сфере применять компьютерное моделирование, разрабатывать новые программные продукты. В числе прочего следует обратить внимание на тот факт, что в настоящее время в разных сферах промышленности активно применяют программный комплекс ANSYS. Это обусловлено тем, что он включает в себя полный набор линейных и нелинейных моделей материалов, а также ряд математических решателей, а также комплекс специализированных инструментов, позволяющих проводить разные виды анализа. Если говорить о механике деформируемых твердых тел, то в этой сфере при помощи данного программного комплекса можно осуществлять выполнение как простых линейных и нелинейных статистических расчетов, так и более продвинутых динамических, в том числе гармонического и спектрального анализа, анализа случайных вибраций и переходных процессов. Также в рамках комплекса представлены подходы к осуществлению анализа влияния сейсмических факторов на нефтепромысловые трубопроводы с применением программных расчетных модулей, включая программное обеспечение ANSYS, Solid Works Simulation. Итоги проведения сравнительного анализа расчета влияния на объект сейсмических факторов, для получения которых использовался программный комплекс ANSYS 19.0, продемонстрированы на примере эксплуатации фрагмента нефтепромыслового трубопровода. В состав программного комплекса ANSYS входит совокупность инструментов, позволяющих решать широкий круг задач сейсмики, невзирая на то, какой характер носят исходные данные, насколько сложна схема и какая точность решения требуется. За счет этого пользователь может сознательно выбрать, какой подход к решению определенной сейсмической задачи будет оптимальным.

Ключевые слова


собственная частота колебаний;нефтепромысловый трубопровод;прочностные расчёты трубопроводов;проверка сейсмической устойчивости надземных трубопроводов;моделирование;natural frequency;oilfield pipeline;pipeline strength calculations;verification of seismic stability of above-ground pipelines;simulation;

Полный текст:

PDF

Литература


Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. М.: Компьютер Пресс, 2002. 224 с.

Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. 640 с.

Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: справ. пособие. М.: Машиностроение, 2004. 512 с.

СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы. М.: Стандартинформ, 2012. 88 с.

СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. М.: Стандартинформ, 2011. 81 с.

РТМ 38.001-94. Указания по расчёту на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов. М.: ВНИПИнефть, 1995. 116 с.

СП 14.13330.2011. Строительство в сейсмических районах. М.: Стандартинформ, 2011. 83 с.

СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. М.: Стройиздат, 1982. 48 с.

ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчёта на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.

Бирбраер А.Н. Расчёт конструкций на сейсмостойкость. СПб.: Наука, 1998. 255 с.

Система помощи ANSYS 13.0 Mechanical APDL.

Луковский И.А., Пелькевич А.М. О движении жидкости в колеблющемся прямом круговом цилиндре // Сборник научных трудов института математики АН УССР. 1985. С. 3-11.

Бребберия К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987. 524 с.

Золотенко Г.Ф. Компьютерное моделирование на основе уравнений Гамильтона нелинейных колебаний жидкости в цилиндрическом баке // Прикладна гідромеханіка. 2003. Т. 5. № 3. С. 19-40.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2019-6-87-95

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 М. Е. Волкова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2020