压裂高压管汇在作业过程中,由于受到高压流体脉动和泵体所传递振动的共同作用易产生较大的振动,严重时会造成管汇及其支撑基础的损坏。随着大排量、高压力压裂作业装备的逐渐推广,压裂高压管汇的振动控制要求进一步提高。本文结合具体的工程实践,对压裂高压管汇进行了振动机理及振动控制研究。首先,深入研究了管汇流致振动的基本机理。采用合理的近似模型技术建立了高压管汇的数学模型,利用流体力学和流固耦合动力学的相关理论知识得出了高压管汇的运动微分方程,并阐明了流固耦合数值求解的理论基础。其次,对陆地压裂高压管汇进行了模态和瞬态响应分析。通过模态分析得出了其约束湿模态的各阶固有频率及振型;瞬态响应分析结果表明,支管振动主要是由高压泵体传递的振动引起,而并泵管振动是高压流体脉动和泵体所传递振动的共同作用结果。再者,通过合理的试验方案对陆地压裂高压管汇进行了振动试验测试。对试验数据进行了时域和频域处理,其数据与仿真模拟响应结果的相对误差小于20%,充分证明了仿真模拟方法的准确性。最后,对海上压裂高压管汇进行了模态和瞬态响应分析。采用与陆地压裂高压管汇相同的仿真方法,对海上压裂高压管汇进行仿真模拟,得出其低阶约束湿模态频率分布在20~41Hz范围内;通过对比管汇添加隔振器前后的瞬态响应分析结果,证明了合理添加隔振器的减振策略对振动抑制的有效性。此外,还编写了“海上压裂高压管汇减振系统”软件,对海上压裂作业高压管汇减振系统的构建进行辅助设计。