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管道系统是传递质量流、动量流或能量流最基本的工程结构。而管路振动现象是管道系统普遍存在的一类问题,不同程度的管道振动对生产会产生不同的影响,轻者使工作人员产生不舒适感,分散工作人员注意力,降低工作效率;重者可能会产生管路疲劳损坏以及泄漏,甚至会直接造成相关部件的断裂,容易引起次生重大事故。 石油工业尤其是海洋石油工业,由于矿区面积有限,管路布局通常采用设备就近原则,在油田或企业后续的新项目投产或项目调整过程中,会存在大量的工段弯头、三通,并且石油工业工艺管路所输送流体通常为高压、大流量气液混合流体,流体对管线有持续、较严重的冲击。旅大10-1油田在三期项目调整完成后, CEP平台由于弯头、三通较多,高压、高流量气液混输原油对管线冲击特别严重,管线振动剧烈,多次致使管路仪表管线断裂及连接法兰螺栓松脱等现象的发生,存在安全隐患。针对以上问题,本文对管路振动技术研究进展、管路减振技术及方法进行研究,尝试应用了消减激振力、调节管路振动频率等措施,提出了加装柔性连接装置对管路进行改造,并对部分主要支撑加以优化升级。主要研究内容和结论如下: (1)通过调研分析管线振动产生机理,流体流态、流体的动力学参数、流体与管路壁的流固耦合对管线振动的表征,管线减振技术方法以及常规减振技术在旅大10-1油田CEP平台应用情况,提出削减激振力可以较大幅度地降低管线振动,从而确定核心问题是如何有效释放流体对管线的冲击力; (2)对柔性连接装置的设计、安装及施工进行研究。结果表明,旅大10-1CEP平台采用复式自由型膨胀节,可以达到减振效果; (3)通过后期跟踪及进行改造前后管线振动情况的对比,综合评价柔性装置减振效果评价。结果表明,柔性连接装置的安装,较好地释放了流体对管路的冲击力,妥善地解决了管路振动问题,并应用在旅大10-1油田四期调整项目中; (4)综合分析,柔性装置将在安全生产、日常生活及社会其他行业中,有更为广阔的使用前景。