天然气管道跨越结构清管动力响应实验及理论研究

项目名称： 天然气管道跨越结构清管动力响应实验及理论研究

项目编号： No.51174172

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 冶金与矿业学科

项目作者： 李长俊

作者单位： 西南石油大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 开展天然气管道跨越结构在清管过程中的动力响应实验及理论研究，分析跨越结构在清管时的振动频率、振幅和应力变化规律，以确定管道跨越结构在清管过程中的临界荷载状态，保障管道跨越结构的安全运行。采用相似原理，通过室内实验研究清管器、液弹与跨越结构的相互作用及清管荷载变化规律。以斜拉索和悬索两种典型高次超静定、高柔性的跨越结构为研究对象，考虑清管过程中的荷载分布、结构变形与受力之间的协调性，基于多相流理论和结构振动分析理论，建立描述其在清管过程中的动力响应数学模型，采用非线性有限元方法求解模型。以补偿器为立式的四川涪江斜拉索管道跨越结构和补偿器为卧式的南广河管道跨越结构为例，进行静态和动态实验，采用环境随机激励法测量跨越结构的自振频率、振幅、阻尼比及钢丝绳内力；针对不同的水量和清管速度，在清管过程中测量1/2跨、1/4跨、1/8跨、塔架及补偿器处的位移和钢丝绳内力，以检验、完善理论和方法的正确性。

中文关键词： 天然气；管道跨越结构；清管；动力响应；流固耦合

英文摘要：

英文关键词： Natural gas；pipeline aerial crossing；pigging process；dynamic response；Fluid structure interaction