機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐報(bào)告

專(zhuān)業(yè)實(shí)踐報(bào)告實(shí)踐課題水下管匯總體設(shè)計(jì)軟件編制 校級(jí)基地口院級(jí)基地口導(dǎo)師自主安排□第1章實(shí)踐概況 21.2實(shí)踐目的 1.3專(zhuān)業(yè)實(shí)踐計(jì)劃完成情況 31.4.校內(nèi)外導(dǎo)師協(xié)同指導(dǎo)情況 4第2章實(shí)踐內(nèi)容與成果 62.1研究方法與路線 62.2實(shí)踐內(nèi)容 62.2.1主要模塊劃分 62.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 92.2.3管匯設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算 92.2.4管匯重量計(jì)算及其驗(yàn)證 第3章實(shí)踐收獲 第4章意見(jiàn)建議 附錄A附錄內(nèi)容名稱(chēng) 2中海油研究總院(原中海石油研究中心),是中國(guó)海洋石油總公司和中國(guó)海洋中海油研究總院共有12個(gè)院、中心、部門(mén)，擁有員工近1000人，每年承擔(dān)近300項(xiàng)科研生產(chǎn)任務(wù)。近年來(lái)，共有多項(xiàng)科研成果獲得國(guó)家及總公司級(jí)科斯、韓國(guó)、荷蘭等40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的石油公司、科研院所、大專(zhuān)院校、工程洋石油特色的核心技術(shù)體系和科技人才隊(duì)伍，為實(shí)現(xiàn)中海油跨越式發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。3通過(guò)國(guó)外規(guī)范和文獻(xiàn)進(jìn)行分析研究，如DNV.GL、I水下管匯三維建模2個(gè)(singleheader及dualheader)。開(kāi)發(fā)一套水下管匯自主布水下管匯是一個(gè)非標(biāo)設(shè)計(jì)的裝備，平時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)需要CAD和三維軟件結(jié)合并實(shí)踐內(nèi)容研究完成編制a.管匯單元部件數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)。完成量、總投資，并可以分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)。完成4c.管線參數(shù)計(jì)算功能，如壓力管線壁厚及重量計(jì)算功能。完成開(kāi)發(fā)a.形成水下管匯及元器件三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。完成b.水下管匯模塊自動(dòng)布局功能?？梢钥焖俨纪瓿勺詣?dòng)避障功能。完成完成完成項(xiàng)目實(shí)施方案審查，啟動(dòng)項(xiàng)目。校外導(dǎo)師指導(dǎo)根據(jù)API及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，列出報(bào)告大綱并撰寫(xiě)內(nèi)容，閥門(mén)的磅級(jí)或者psi定義，壓力等級(jí)分檔，模型移動(dòng)距離通過(guò)算做兩個(gè)版本，包括DNV和ASME。確定初步做法。提出陽(yáng)極塊占比為整體(不含防沉板)重量的5%~10%,對(duì)壁厚計(jì)算的單位選擇等提出了一些意見(jiàn)。對(duì)主管的移動(dòng)、支管的伸縮、SCM的放置等功能提出要有更高自由度。5確定了MEG管線只做單管，以及在管匯中的設(shè)計(jì)尺寸，指導(dǎo)了關(guān)于數(shù)據(jù)分析功能的tubing管和犧牲陽(yáng)極在實(shí)踐過(guò)程中，校內(nèi)外導(dǎo)師帶領(lǐng)參加項(xiàng)目相關(guān)課了解項(xiàng)目?jī)?nèi)容。6第2章實(shí)踐內(nèi)容與成果設(shè)備之間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)邏輯(如球閥自動(dòng)跟隨主管的管徑進(jìn)行變化)。合適)的設(shè)計(jì)步驟，水下管匯可劃分為主管、支管、服務(wù)管線、機(jī)電儀、框架5大模塊(圖1),包含與之設(shè)計(jì)相關(guān)的子模塊。這5大模塊既相互關(guān)聯(lián)，又分別為7服務(wù)管線機(jī)電儀水下管匯5大模塊及其子模塊的布局原則，①當(dāng)清管頻率高時(shí)，主管的彎頭半徑為5D(D為水下管匯主管直徑),則主管間距至少為10D;②當(dāng)清管頻率低時(shí)，主管的彎頭半徑為3D,則主管間距至少為6D;長(zhǎng)度要求，主管的間距至少為2000mm。主匯管間距至少為兩倍的彎頭半徑，分為10D和6D,同時(shí)10D和6D需要和2000mm進(jìn)行對(duì)比，取最大值。雙主管的最小間距取值如圖2所示。8是是否圖2.2水下管匯主管間距取值判斷流程支管布置從形式上可以分為對(duì)稱(chēng)和交錯(cuò)2種布置方式(圖3),具體又可細(xì)小為2m。圖2.3水下管匯支管布置形式樹(shù)閥門(mén)的壓力等級(jí)保持一致。由于焊接可能造成閥體扭曲，因此閥門(mén)焊接端需要9三維模型的建立采用Solidworks完成水下管匯總體設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)流程為(圖4):①對(duì)主管進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括布局類(lèi)型(水平或垂直)、尺寸、長(zhǎng)度等參數(shù)，然是否類(lèi)型、尺寸、否管道壁厚計(jì)算，但ASME準(zhǔn)則適合水下管匯承壓管道，而DNV準(zhǔn)則更側(cè)重于海際管匯的管道壁厚比對(duì)(表1),ASME準(zhǔn)則的壁厚計(jì)算與工程實(shí)際壁厚更加接管線的設(shè)計(jì)順序?yàn)橹鞴?、支管、服?wù)管線(例如MEG管線),這3類(lèi)管線均通過(guò)管線設(shè)計(jì)，可形成多種布局的管線，包括單管對(duì)稱(chēng)法原理見(jiàn)圖5。是否否針對(duì)不同的管道布局形式，軟件提供了單主管框架1、單主管框架2、雙主管框架3、雙主管框架4這四種預(yù)設(shè)的整體框架(圖6),其中框架1和4有預(yù)留機(jī)電儀安裝位置，框架2和3沒(méi)有預(yù)留。不同框架的長(zhǎng)、寬、高均可在限制條件下進(jìn)行調(diào)整，限制條件由已生成的閥門(mén)、支管、主管等模塊的布置原則決定(如框架的高度不應(yīng)小于閥門(mén)高度，寬度與支管的長(zhǎng)度和水下連接器位置有關(guān))。在框架的四周設(shè)有接頭的安裝區(qū)域，可以拖動(dòng)接頭進(jìn)行安裝。完成框架、機(jī)電框架1框架3框架4取水下管匯整體重量的5%~10%117-18]和3%。由于水下管匯不同設(shè)計(jì)方案的總重差在15%內(nèi)且大于實(shí)際管匯重量是較為合理的。但在進(jìn)行重量計(jì)算時(shí)，均可先將管匯框架近似為長(zhǎng)方體，其表面采用2m間隔的型鋼進(jìn)行網(wǎng)格化搭建(圖7)。長(zhǎng)方體的頂面和底面采用橫梁進(jìn)行加固，高度方向的4個(gè)棱邊作為立柱，計(jì)算時(shí)對(duì)其重量進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，基于此提出一種管匯框井口實(shí)際計(jì)算重量/t重量/t誤差數(shù)無(wú)31個(gè)個(gè)EDB無(wú)41個(gè)個(gè)EDB1個(gè)有7第3章實(shí)踐收獲第4章意見(jiàn)建議希望學(xué)校能夠?qū)⑦@種模式推廣，使得學(xué)生能夠開(kāi)闊視野，了解工程實(shí)際難題，只有學(xué)術(shù)與工程實(shí)際相結(jié)合，才能夠認(rèn)清自己的學(xué)術(shù)之路，才能夠更快成為一名合格的碩士研究生，更好的為國(guó)家貢獻(xiàn)一份自己的力量。[1]李華，余峙偉，朱永梅，等.水下管匯的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)海洋平LIHua,YUZhiwei,ZHUYongmei,etal,Currentstatusanddevelopmenttrendofsuapplications[J].ChinaOffshorePlatform,2018,33(04):1-4.[2]LiWei,DingPu,MinHuang,etal,AppliExploitation:FromVisualizationtoEvaluation,IFAC-PapersOn[3]Kwang-PhilPark,Seung-HoHam,NamkugKu,esimulationforvirtualonboardexperience,I[4]MCWILLIAMS,R.S.,PHIPPS,P.J..MYRES,D.J.etal.CompactmodularmanifolTechnologyConference,Houston,Texas,USA,April2018.doi:/10.4043/29007-MS2020,27(05):48-49.WULu,ANWeizheng.MAQiang.etal.Basedonthemodificationandintegrateddesignanalysis[J].PetrochemicalTechnology,2020,27(0[6]吳露，安維崢，馬強(qiáng).水下油氣生產(chǎn)管匯測(cè)試技術(shù)與實(shí)踐[J].石油和化工設(shè)備，2020,23(06):43-47.WULu,ANWeizheng,MAQiang.Testtechnologyamanifold.[J].Petro&ChemicalEquipment,2020,23(06):43-[7]石磊，姜瑛，琚選擇，等.深水水下管2018,5(02):138-142.SHILei,JIANGYing,JUXuanze,etdesign.[J].OceanEngineeringEquipmentandTechnology2018,5(02[8]丁進(jìn).深海管匯方案設(shè)計(jì)與分析研究[D].江蘇科技大學(xué)，2018.DINGJin,Designandanalysisofdeep-seamanifoldscheme.[D].Jiantechnology,2018.2018,47(05):19-24.MENGXianwu,JIANGYing,CHENGHansheng,etal.Subseamanifoldandpipinglayoutresearchofoilandgasdevelopmentproject[J].Petro-ChemicalEquipment,2018,47(05):19-24.SHILei,HUXiaoming,JIANGYing.etal.KeyTechnologiesubseavalves[J].Chinapetroleummachinery,2018,46(02):58-62.[11]孫雪梅.深水水下管匯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述[J].石化技術(shù)，2020,27(04):299-300.SUNXuemei,Thestructuredesignsummaryofdeepwatersubseamanifold[J].Technology,2020,27(04):299-300.2014,26(01):105-108+118.HUANGZhendong,LIXuemei,fieldunderwatermanifold[J].ChinaOffshoreOilandGas,2014,26(01):105-108[13]丘濼罪.深水氣田水下管匯設(shè)計(jì)研究[J].石化技術(shù)，2016,23(08):140-142.23(08):140-142.[14]張飛，周美珍，姜瑛，等.水下管匯閥門(mén)的選型和材料要求[J].船海工ZHANGFei,ZHOUMeizhen,JIANGYing,etal.TypeSesubseamanifoldvalve[J].Ship&oceanengineering,2[15]AmericanSocietyofMechanicalEngipipingsystem[S].2012.[16]DNVGL-ST-F101,Submarinepipelinesystems(EditionOctober2017,Amended2017)[S].[17]年繼業(yè)，姜福洪，印坤，等.水下輸油管匯犧牲陽(yá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