丰满水电站压力钢管三维有限元计算研究

来源 :第八届全国水电站压力管道学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:r54321
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丰满水电站压力钢管采用垫层式浅埋管,单机单管布置,后接坝后式厂房.压力钢管直径8.8m,最大水头70m,水击压力30m,单机引用流量390.23m3/s,管内流速6.42m/s.鉴于丰满水电站压力管道工程规模巨大,为了解该坝内垫层管在内水压力、地震等荷载作用下的应力应变分布、裂缝开展情况,需要对大坝和管道整体结构建立计算模型,利用三维非线性有限单元法进行计算分析,重点解决坝体、厂房与压力管道的变形协调问题.为了减少坝体混凝土拉应力、限制坝体混凝土裂缝宽度,同时降低坝体厂房不均匀沉降对钢管应力的影响,在钢管周围铺设了垫层,并通过比选确定了垫层的厚度、弹性模量和铺设范围.计算表明,采用垫层管过缝代替伸缩节、将厂坝分缝灌浆到钢管管底高程可以满足厂坝分缝处钢管和混凝土结构的受力及位移要求.
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搭里木盆地地质条件复杂,油气资源丰富,碳酸盐岩油气藏埋藏深,钻井主要以深井超深井为主,钻遇储层层位多,钻进过程中极易出现压差卡钻、压力窗口窄造成"涌—漏同层"等井下复杂情况.随钻环空压力测量系统在钻具底部集成了压力测量与传输技术,监测井底环空/柱内压力数值,并实时传输至地面接收单元,便于工程人员尽早提出合理的钻井方案,提高钻井效率,防止井下复杂情况与事故的发生.本文着重介绍国产随钻环空压力测量系统
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随着深井、超深井、大位移水平井的逐年增多,出现卡钻、钻具落井等复杂情况的概率在逐步增多,钻具可能承受的复杂工况也越来越多.作为钻柱的重要组成,钻具接头的性能,特别是复杂工况下的性能受到了越来越多的关注.API标准中虽然提供了钻具接头抗扭强度计算公式,但由于基于很多假设性条件,难以反映轴向拉力、弯矩对钻具接头抗扭强度的影响.实际使用中常常出现工作扭矩尚在标定扭矩极限内,钻具接头却已发生失效的情况.本
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水电站月牙肋钢岔管具有受力条件好、水流平顺、水头损失小等优点,得到了广泛的应用,但月牙肋钢岔管体形复杂,给其优化设计带来很大的工作量,因此实现月牙肋钢岔管的快速设计以提高工作效率具有重要的现实意义.二次开发是软件用户化的重要手段,本文利用基于Automation API的CATIA二次开发技术,开发出了月牙肋钢岔管三维辅助设计系统,可以快速完成月牙肋钢岔管的体形设计、有限元网格剖分、管节展开计算等
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丰满水电站发电引水建筑物由进水口和压力钢管两部分组成.进水口为坝式进水口,压力钢管采用单机单管布置,后接坝后式厂房.由于压力钢管直径较大,钢管结构受力复杂,直接影响了坝体的应力分布.同时,进水口下部的重力坝采用碾压混凝土结构,钢管布置型式对施工方案、施工工期亦有较大影响.因此需要对压力钢管布置型式进行比选研究,分析各方案的利弊,确定最合理的压力钢管布置型式.根据压力钢管埋置于坝体内的深度,设计时拟