Kỹ thuật kỹ thuật số làm giảm chi phí của ống composite cho Các trò chơi trong casino nhà khai thác dầu khí

Tác giả Steve Bell, Giám đốc phân tích tại Magma Global, Portsmouth, UK

Magma Global là một công ty công nghệ dưới đất phát triển nhanh chóng, phát triển nhanh chóng ở mức độ hàng đầu của phát triển carbon Fiber Composite. Magma sử dụng Các trò chơi trong casino vật liệu tiên tiến nhất và khoa học sản xuất để cung cấp Các trò chơi trong casino giải pháp sáng tạo cho ngành công nghiệp dầu khí ngầm, với Các trò chơi trong casino sản phẩm được triển khai trong một số điều kiện khắc nghiệt nhất trên hành tinh.

Một trong những sản phẩm đó là M-PIPE, được sử dụng cho Các trò chơi trong casino dòng chảy và máy nhảy, hệ thống can thiệp và dẫn đầu trên khắp thế giới, cung cấp hydrocarbon, nước và khí. Sự linh hoạt của M-PIPE bất chấp sức mạnh của nó.

Nhóm kỹ thuật tiên tiến tại MAGMA liên tục tinh chỉnh thiết kế Các trò chơi trong casino lớp gỗ M-Pipe để tối ưu hóa sức mạnh và giảm thiểu trọng lượng, đồng thời đảm bảo polyether ether ketone (PEEK) và ống bằng sợi carbon có hiệu quả chi phí.

Giảm thiểu lượng tổng hợp nhựa nhiệt dẻo trong mỗi M-PIPE mới làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch được sử dụng trong quy trình sản xuất. So với lắp đặt ống thép truyền thống, tính chất nhẹ của M-PIPE cũng giảm thiểu chi phí lắp đặt và cho phép sử dụng Các trò chơi trong casino tàu dịch vụ nhỏ hơn.

Các trò chơi trong casino WorkbenchPhần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đã cho phép giảm nhiệt nhựa trong M-PIPE thông qua Các trò chơi trong casino mô phỏng thực tế, sao chép hành vi kiểm tra thực tế trong phản ứng cấu trúc của mô hình số chính xác. Điều này sau đó được sử dụng để sao chép Các trò chơi trong casino kết hợp tải trong dịch vụ.

Trước khi đầu tư vào phần mềm mô phỏng ANSYS, quy trình thiết kế Magma, giống như nhiều nhất trong ngành. Các trò chơi trong casino kỹ sư sẽ phát triển một vài thiết kế cho một ứng dụng khách hàng cụ thể và đưa chúng vào một loạt Các trò chơi trong casino bài kiểm tra vật lý, có thể tốn kém và tốn thời gian.

Mục tiêu của quá trình mô phỏng là giảm số lượng nguyên liệu thô được sử dụng trong khi vẫn cung cấp M-PIPE trong thời gian dẫn rất ngắn và đáp ứng Các trò chơi trong casino yêu cầu về trình độ DNV. DNV là một Hiệp hội đăng ký và phân loại được công nhận quốc tế.

Mô phỏng Các trò chơi trong casino điều kiện cuộc sống dịch vụ cho ống tổng hợp nhiệt dẻo (TCP)

Sử dụng Các trò chơi trong casino giải pháp mô phỏng ANSYS, Các trò chơi trong casino kỹ sư magma đang mô phỏng Các trò chơi trong casino thử nghiệm cấu trúc bằng số thông qua Các trò chơi trong casino mô hình ảo. Các trò chơi trong casino kết quả sau đó được sử dụng để tái tạo Các trò chơi trong casino kết hợp tải lượng dịch vụ thực tế.

Mô phỏng số với Ansys Workbench Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đã cho phép nhóm Kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) của chúng tôi nhanh chóng xem xét Các trò chơi trong casino tùy chọn khác nhau thông qua Các trò chơi trong casino tập lệnh hiệu quả trong Bàn làm việc. Nhiều lần lặp FEA có thể được chạy để xác nhận tính toàn vẹn cấu trúc của M-PIPE.

Ước tính tuổi thọ dịch vụ M-PIPE bằng cách sử dụng mô phỏng giúp khách hàng của chúng tôi tự tin hơn vào Các trò chơi trong casino sản phẩm của chúng tôi. Chúng tôi không chỉ chia sẻ kết quả phân tích cấu trúc, bao gồm Các trò chơi trong casino sơ đồ căng thẳng và căng thẳng, mà chúng tôi còn giao tiếp với DNV để đạt được sự chấp thuận phân loại.

Quy trình Magma CAE CAE

Mặc dù khái niệm về đường ống composite có vẻ tương đối đơn giản, trong thực tế, Các trò chơi trong casino mô hình số cực kỳ phức tạp. Các trò chơi trong casino lớp có thể bao gồm hơn 50 lớp, với mỗi lớp được định hướng để tối ưu hóa hiệu suất cấu trúc trong khi còn lại trong Các trò chơi trong casino tham số sản xuất.

Bước đầu tiên thường là một cuộc điều tra sử dụng Orcaflex (phần mềm phân tích động được điều chỉnh cho Các trò chơi trong casino hệ thống dưới biển) để xác định phản ứng toàn cầu của hệ thống. Các trò chơi trong casino lực lượng địa phương và khoảnh khắc được chiết xuất và áp dụng cho thân ống và kết thúc Các trò chơi trong casino mô hình FEA phù hợp.

Phân tích phần tử hữu hạn cơ thể

Chúng tôi đã phát triển hệ thống ống của riêng mình, Magma ANSYS Pre và Post Processor (MAPPS), được điều khiển thông qua giao diện Microsoft Excel để tạo tập lệnh ngôn ngữ thiết kế tham số ANSYS (APDL) tham số. MAPPS cung cấp một công cụ thiết kế dễ sử dụng cho tất cả Các trò chơi trong casino kỹ sư magma, ngay cả những người không có kiến ​​thức chuyên sâu về phần mềm ANSYS.

Yêu cầu Các trò chơi trong casino tham số đầu vào sau:

• hình học ống
• Mật độ phần tử
• Cấu hình ply: Độ dày và định hướng
• xây dựng laminate
• Tải bên ngoài (áp suất, lực dọc trục, thời điểm uốn, v.v.)

Từ dữ liệu trên, mô hình FEA 3D được tạo bằng Các trò chơi trong casino phần tử phân lớp 20 nút với hành vi bậc hai, được yêu cầu để mô hình hóa vật liệu tổng hợp dày. MAPPS cũng cho phép đầu vào của Các trò chơi trong casino thuộc tính ply riêng lẻ và việc truy xuất kết quả căng thẳng và biến dạng.

Thuộc tính vật liệu ply là một khía cạnh chính của bất kỳ mô hình tổng hợp nào. Chúng tôi đã hoàn thành thử nghiệm vật lý rộng rãi để lấy thông tin này, tạo thành cơ sở của Các trò chơi trong casino mô hình mô phỏng của chúng tôi.

thân ống được thiết kế theo DNV-ST-F119 và DNV-ST-C501 bằng phương pháp thiết kế trạng thái giới hạn. Cách tiếp cận này đánh giá ba cơ chế thất bại sau:

1. Sợi bị chiếm ưu thế, dựa trên tổng biến dạng
2. Thất bại trên cơ thể đường ống để đáp ứng với tải trọng trục
3. sự sụp đổ cơ thể ống từ Buckling đàn hồi

Như gỗ tổng hợp M-PIPE bao gồm nhiều lamina ở Các trò chơi trong casino góc khác nhau và Các trò chơi trong casino đặc điểm vật liệu khác nhau tiềm năng, đánh giá chúng đảm bảo riêng lẻ chúng tôi không vượt quá Các trò chơi trong casino tiêu chí thất bại khác nhau. ANSYS Workbench có Các trò chơi trong casino công cụ xử lý hậu kỳ hiệu quả để giúp điều này và chúng kết hợp Các trò chơi trong casino kiểm tra thất bại sau:Max. Lọc, tối đa.Chúng tôi sử dụng Các trò chơi trong casino tiêu chí thất bại biến dạng tối đa để đánh giá cẩn thận Các trò chơi trong casino sợi và ma trận trong mỗi lớp, cả dọc theo chiều dài của đường ống và thông qua độ dày của lớp.

Ngoài ra, kết quả thành phần cũng được hướng vào trục hệ thống ống để xác định Các trò chơi trong casino giá trị trục, vòng và xuyên tâm. Ví dụ về độ dịch chuyển và kết quả biến dạng trục ống được hiển thị bên dưới.

Phân tích phần tử hữu hạn phù hợp với kết thúc

Các trò chơi trong casino tổ hợp vừa kết thúc được chế tạo từ thép không gỉ siêu song công, được sử dụng rộng rãi cho thiết bị dưới đất. Nó bao gồm một sự sắp xếp của Các trò chơi trong casino thành phần đồng tâm tạo ra áp suất nén triệt để làm bánh sandwich cơ thể mà không cần bu lông hoặc kết nối ghim, điều này sẽ làm tổn hại đến tính toàn vẹn của lớp.

Phân tích cấu trúc được thực hiện bằng mô hình lắp ráp FEA được tạo dựa trên hình học thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) do nhóm thiết kế cung cấp. Các trò chơi trong casino tính năng nhỏ, chẳng hạn như Các trò chơi trong casino luồng, lỗ không quan trọng và bán kính hỗn hợp nhỏ sau đó dễ dàng loại bỏ bằng cách sử dụng ANSYS SPACECRAIM.

Để cho phép ứng dụng tải bên ngoài, mô hình FEA phù hợp kết thúc bao gồm một phần Các trò chơi trong casino thân ống. Điều này thường kéo dài năm lần đường kính bên ngoài đường kính ngoài giao diện lắp cuối để loại bỏ bất kỳ hiệu ứng cuối nào.

Kết thúc được thiết kế theo phần F100 của DNV-OS-F101, yêu cầu Các trò chơi trong casino đầu nối cơ học được thiết kế chống lại ASME VIII Division 2.

• Bảo vệ chống sụp đổ nhựa
• Bảo vệ chống lại sự cố cục bộ
• Bảo vệ chống lại vết nứt do hydro gây ra (HISC) theo DNV-RP-F112

Để mô phỏng chính xác đường dẫn tải qua lắp ráp khớp cuối, liên hệ giữa Các trò chơi trong casino thành phần riêng lẻ, bao gồm cả ảnh hưởng của ma sát, được xác định. Các trò chơi trong casino đường cong căng thẳng căng thẳng được xác định cho vật liệu siêu song công, bao gồm cả ảnh hưởng của nhiệt độ.

Để thể hiện mỗi điều kiện dịch vụ, một tổ hợp tải tuần tự được áp dụng cho mô hình FE như một loạt Các trò chơi trong casino bước phi tuyến. Điều này có thể có nghĩa là tối đa 10 bước tải được áp dụng, bao gồm giãn nở nhiệt, áp suất, lực căng dọc trục và mô men uốn.

Vì Các trò chơi trong casino nhà khai thác liên tục phát triển mức độ chính xác trong mô hình FEA phù hợp cuối, độ phức tạp tăng tương ứng, leo thang thời gian giải pháp. Để giảm thiểu điều này, Các trò chơi trong casino toán tử tối ưu hóa cả Các trò chơi trong casino tham số bộ giải ANSYS và lõi CPU.

Là một phần của kiểm tra tính toàn vẹn ASME chi tiết, Các trò chơi trong casino toán tử trích xuất Các trò chơi trong casino ứng suất và Các trò chơi trong casino chủng từ mô hình FEA trên tất cả Các trò chơi trong casino kết hợp tải. Điều này bao gồm căng thẳng von-mises, biến dạng nhựa tương đương và tỷ lệ biến dạng nhựa tương đương với chủng ba trục.

Trình bày kết quả ảo giúp người vận hành hiểu hành vi của M-PIPE. Phân tích của chúng tôi cung cấp thông tin rõ ràng, súc tích có thể dễ dàng được giải thích bởi tất cả Các trò chơi trong casino bên.

Là một phần của hệ thống đảm bảo chất lượng ISO 9001 của chúng tôi, một kiểm tra độc lập kỹ lưỡng được thực hiện trên mỗi mô hình FEA mới để đảm bảo Các trò chơi trong casino giả định là chính xác và Các trò chơi trong casino kết quả tiếp theo được chấp nhận. Một báo cáo kỹ thuật cũng được gửi cho khách hàng hoặc DNV để xem xét.

Phát triển kỹ thuật số trong tương lai

Đầu tư vào kỹ thuật số của chúng tôi đã cho phép Các trò chơi trong casino nhà khai thác của chúng tôi thiết kế và chứng minh đường ống hiệu suất cao, hiệu quả nhất với chi phí kỹ thuật tối thiểu. Chúng tôi dự định mở rộng thư viện vật liệu ANSYS tiêu chuẩn magma, kiểm tra tính toàn vẹn tinh chỉnh hơn nữa, tự động hóa việc xử lý hậu kết sau và cải thiện hành vi liên hệ để giảm thời gian giải pháp hơn nữa.