水下长脐带缆液压管的等效模拟方法研究
王宇臣;周美珍;王道明;杨成鹏;陈卓
【摘 要】根据当前水下生产系统的研究需要,提出针对水下长脐带缆液压管的等效模拟方法,研究相关理论基础,并推导相应模拟元件的数学模型.基于工程系统仿真软件AMESim,依托我国南海某水下油气田的环境参数及部分工况,建立长脐带缆液压管的长管模型及其等效模拟系统模型,并进行仿真试验.通过对模型响应时间、压力、流量等动态特性的分析及现场应用试验,验证了该等效模拟方法的相关理论方案、数学模型及研究方法的正确性和可行性.该等效模拟方法可以用于水下液压系统物理测试台中长脐带管等效模拟系统的设计. 【期刊名称】《机床与液压》 【年(卷),期】2016(044)011 【总页数】3页(P98-100)
【关键词】水下生产系统;脐带缆;等效模拟;物理测试台 【作 者】王宇臣;周美珍;王道明;杨成鹏;陈卓
【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
2016 年 6 月机床与液压Jun.2016Vol.44No.11第44 卷第 l l 期
MACHINETOOL & HYDRAULICS DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2016.11.023 水下长脐带缆液压管的等效模拟方法研究王宇臣，周美珍，王道明，杨成鹏，陈丰 （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)摘要：根据当前水下生产系统的研究需要，提出针对水下长脐带缆液压管的等效模拟方法，研究相关理论基础，并推 导相应模拟元件的数学模型。 基于工程系统仿真软件 AMESim ，依托我国南海某水下油气团的环境参数及部分工况，建立 长脐带缆液压管的长管模型及其等效模拟系统模型，并进行仿真试验。 通过对模型响应时间、压力、流量等动态特性的分 析及现场应用试验，验证了该等效模拟方法的相关理论方案、数学模型及研究方法的正确性和可行性。 该等效模拟方法可 以用于水下液压系统物理测试台中长脐带管等效模拟系统的设计。关键词：水下生产系统；脐带缆；等效模拟；物理测试台中图分类号： F407.22文献标志码： A 文章编号： 1001-3881 (2016)11-098-3 Research on Simulation Method Equivalent toHydraulic Linesof SubseaLong Umbilical
WANGYuchen,ZHOUMeizhen,WANGDaorning,YANGChengpeng,CHENZhuo ( OffshoreOilEngineering Co.,Ltd,Tianjin3004日， China)Abstract:Accordingtotheresearchneedsof the subseaproductioncontrolsystem,inviewof
theequivalentsimulationmethodforhydraulic tube of thelong subseaumbilicalwasput forw缸d ,related theoreticalbasis wasresearched ,andthe corresponding mathe- maticalmodelof thesimulationcomponent 讪as derived.BasedonAMESimsimulation software,relying onpart of theconditionsof ansubseasystem inthe
SouthChina Sea,longtube modelof the hydraulic linesof itsumbilical andits
equivalent tube modelwere estab- lished,andsimulation experimentswerecarriedout.Throughtheanalysisof
responsetime,pressure,flowandother dynamic charac- teristicsof themodel,theequivalent analogtheoηunderlying
assumptions,andbythephysicalapplicationlest,thecoπectness andfeasibilityof thecalculation formulasandresearchmethodswere
verified.The equivalent simulation methodcould be usedin the designof the equivalentsimulationsystemtothehydrauliclinesof
longumbilicalforsubseahydraulicsystemphysicaltestbed.Keywords:Subseaproductionsystem;Umbilical;Equivalent simulation;Physicaltestbed 0前言 海洋油气开发高投入 、 高风险、高产出的特点，使得物理模型试验成为了海洋工程领域不可或缺和相 对可靠的研究手段［ I ）。 然而对于水下生产系统而言， 随着回接距离和开发水深的不断增加，用于液压动力 传输的脐带缆长度动辄达到几十甚至上百千米，而对 应的试验高压舱或试验水池的空间有限，给试验系统 的搭建造成了相当大的困难。 因此，笔者基于工程系 统仿真分析软件 AMESim ，利用液压气动技术及流体 传输管道动力学等相关理论，探究长脐带缆液压管线 的等效模拟方法，以期完善水下液压系统物理测试台 的设计方案，从而对我国水下产品领域的自主研发起 到一定的促进作用 。1 等效模拟方法的理论基础在电信号传输中，电的性质集中表现为电热效 应、电荷积累和电磁感应 3 种现象，它用电阻、电收稿日期： 2015-05-12容、电感 3 个基本参数来表示 。 在流体管道中也表现 出类似的现象，因此，可以用流阻、流容和流感来比 拟对应的电参数［2］。如果将长脐带缆液压管线看成由无数个“ T” 型单元组成的“ T”型网络，每个“ T”型单元均 由流阻 R 、流感 L 和流容 C 组成，如图 1 所示 ［ 3］。 因此，只需计算出长管的流阻、流感和流容，再分 别以流阻匹配原则用若干段小直径短管模拟长
水下长脐带缆液压管的等效模拟方法研究
