Kỹ thuật kỹ thuật số làm giảm chi phí của ống composite cho Chơi xì dách online 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 phát triển tổng hợp bằng sợi carbon. Magma sử dụng Chơi xì dách online vật liệu tiên tiến nhất và khoa học sản xuất để cung cấp Chơi xì dách online giải pháp sáng tạo cho ngành công nghiệp dầu khí ngầm, với Chơi xì dách online 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, đã được sử dụng cho Chơi xì dách online dòng chảy và máy nhảy, hệ thống can thiệp và dẫn bay 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online tàu dịch vụ nhỏ hơn.

Bàn làm việc của Cờ bạc trực tuyếnPhần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đã cho phép giảm nhiệt nhựa trong M-PIPE thông qua Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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. Chơi xì dách online kỹ sư sẽ phát triển một vài thiết kế cho một ứng dụng khách hàng cụ thể và đưa chúng vào một loạt Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online yêu cầu về trình độ DNV. DNV là một Hiệp hội đăng ký và phân loại được công nhận quốc tế.

Mô phỏng Chơi xì dách online điều kiện cuộc sống dịch vụ cho ống tổng hợp nhiệt dẻo (TCP)

Sử dụng Chơi xì dách online giải pháp mô phỏng ANSYS, Chơi xì dách online kỹ sư magma đang mô phỏng Chơi xì dách online thử nghiệm cấu trúc bằng số thông qua Chơi xì dách online mô hình ảo. Chơi xì dách online kết quả sau đó được sử dụng để tái tạo Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online tùy chọn khác nhau thông qua Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online sản phẩm của chúng tôi. Chúng tôi không chỉ chia sẻ kết quả phân tích cấu trúc, bao gồm Chơi xì dách online 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, nhưng trong thực tế, Chơi xì dách online mô hình số cực kỳ phức tạp. Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online hệ thống dưới biển) để xác định phản ứng toàn cầu của hệ thống. Chơi xì dách online lực lượng địa phương và khoảnh khắc được chiết xuất và áp dụng cho thân ống và kết thúc Chơi xì dách online mô hình FEA phù hợp.

Phân tích phần tử hữu hạn cơ thể

Chúng tôi đã phát triển cơ thể 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 Chơi xì dách online kỹ sư magma, ngay cả những người không có kiến ​​thức chuyên sâu về phần mềm ANSYS.

Chơi xì dách online tham số đầu vào sau đây là bắt buộc:

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

Từ dữ liệu trên, mô hình FEA 3D được tạo bằng Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online góc khác nhau và Chơi xì dách online đặc điểm vật liệu khác nhau tiềm năng, đánh giá chúng đảm bảo riêng lẻ chúng tôi không vượt quá Chơi xì dách online tiêu chí thất bại khác nhau. ANSYS Workbench có Chơi xì dách online công cụ xử lý hậu kỳ hiệu quả để giúp điều này và chúng kết hợp Chơi xì dách online kiểm tra thất bại sau:Max. Lọc, tối đa.Chúng tôi sử dụng Chơi xì dách online tiêu chí thất bại biến dạng tối đa để đánh giá cẩn thận Chơi xì dách online 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 định hướng vào trục hệ thống ống để xác định Chơi xì dách online 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

Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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. Chơi xì dách online tính năng nhỏ, chẳng hạn như Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online thành phần riêng lẻ, bao gồm cả ảnh hưởng của ma sát, được xác định. Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online nhà khai thác liên tục phát triển mức độ chính xác trong mô hình FEA phù hợp cuối, độ phức tạp tăng theo đó, leo thang thời gian giải pháp. Để giảm thiểu điều này, Chơi xì dách online toán tử tối ưu hóa cả Chơi xì dách online tham số bộ giải ANSYS và lõi CPU.

Là một phần của kiểm tra tính toàn vẹn ASME chi tiết, Chơi xì dách online toán tử trích xuất Chơi xì dách online ứng suất thành phần và Chơi xì dách online chủng từ mô hình FEA trên tất cả Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online giả định là chính xác và Chơi xì dách online 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 Chơi xì dách online 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.