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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    行业应用

    发布时间:2013-12-16

    浏览次数:

    • 一、有限元在线在该行业能做什么,即我们的解决方案

      高级的分析技术将会越来越广泛地应用到压力容器领域。有限元技术及相关软件作为最有力和最有效的分析工具,它将进一步提高石化行业有限元分析的水平,并将有限元分析手段更广泛地应用到各个工程项目中。

      在石油化工行业,线性分析已经处理得相对完善。如果需要进一步提高有限元应用水平,必须在分析中引入非线性高级分析功能。从有限元软件在石油化工行业的广义应用中可以看出,有限元分析涉及石油化工行业的所有领域,具体包括在储运设备与储运工程中的应用、在钻井设备与钻井工程中的应用、在采油设备与采油工程中的应用等。

      1. 有限元在线在储运设备与储运工程中的应用

      石化行业的储运设备包括用于输运的管道设备和用于存储的储罐、球罐或一、二、三类压力容器等。

      石油化工管材是指两端开口并具有中空断面,其长度与周边之比较大的钢材,钢管的规格用外形尺寸(如外径或边长)及壁厚表示,其尺寸范围很广,从直径很小的毛细管到直径达数米的大口径管。结合专用管材在石油化工行业中应用,对钢管在加工成型、管道应用以及一些特殊用途等方面进行简单的介绍。

      有限元在线在存储石油、天然气或液化气等各种罐体、压力容器方面根据存储介质的不同采用相关的设计标准。在储液罐和压力容器的设计、制造以及装备等在石油化工行业的应用方面具有丰富的解决方案。

      2. 有限元在线在钻井设备与钻井工程中的应用

      钻井是一个非常复杂的工程问题,在实际的钻井过程中除了考虑与钻头、钻具、钻柱等设备相关的结构件问题之外,还需要关注钻井液、钻压、转速、排量、接单根等技术参数。此外,就工程分析而言,有限元分析对钻井过程的显示动力学或油液传输过程的模拟本身就具有非常好的工程应用价值。

      当前有限元分析在钻井过程中还没有得到很好的推广应用,但是公司却能够很好承接并完全完成非开挖定向穿越的钻探过程的模拟,为今后钻井设备和钻井工程的咨询项目分析积累了经验。

      3. 有限元在线在采油设备与采油工程中的应用

      采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。它所研究的是可以经济有效地作用于油藏,以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。

      采油工程的任务是通过一系列可作用于油藏的工程技术措施、使油、气畅流入井,并高效率地将其举升到地面进行分离和计量,其目标是经济有效地提高油井产量和原油采收率。

      此外,随着科技的不断进步,采油设备和工艺也在不断的进步。有限元在线一直同国内石油石化生产企业紧密合作,在该方面的积累了大量的经验。

      二、我们是如何做的

      1. 有限元在线在储运设备与储运工程中的应用
      有限元在线通过对储运设备如压力容器、管道、阀门等众多结构件的强度分析,可以实现不同工况载荷条件下的结构应力情况分析,实现结构件的强度校核。此外,对于具体储运过程中的问题,如油压、油液对管道焊缝剩余强度和寿命的影响等都具有很好的解决办法。
       
       
      2. 有限元在线在钻井设备与钻井工程中的应用
      石油钻机井架作为石油钻采设备钢结构的重要组成部分,其杆件多、受力复杂,且由于使用工况复杂,对其进行精确的计算和分析十分重要。石油钻采井架结构型式种类繁多,除少数特殊井架外,基本类型有塔形、前开口式、A形及桅形等。
      有限元在线在结构静力分析可用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。静力分析不仅可以进行线性分析,而且也可以进行非线性分析,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。有限元在线可以在以下钻井设备和钻井工程方面发挥优势:石油钻机井架系统结构设计、钻柱强度与环空气动力学、钻头与井底钻具组合设计、高压水射流破岩、井下环空气流体动力学、钻柱结构与井下工具优化设计、地面钻井配套设备静动力学。
       
       
      3. 有限元在线在采油设备与采油工程中的应用
      采油方法主要有自喷采油和人工举升两种。在油井的开发过程中,当对油井试油后,会根据油井的油层物性、压力,选择合适的开采方式。在实际生产中,油层物性好、压力高的油井,油气可自喷到地表,即自喷采油。油层物性差、压力低的油井,当地层能量不足以将油气举升到底表时,应人工补充能量,进行人工举升。人工举升是指人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。分为气举采油和机械采油,其中机械采油又分为有杆泵和无杆泵采油。
       

       

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