某压气站管道减振措施研究

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2021.08.10.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (6): 175-184.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.08.10.01

某压气站管道减振措施研究

刘恩斌¹, 廉殿鹏^1,2, 王兴杰^1,3, 苏中亚⁴, 谢萍⁵

1. 西南石油大学石油与天然气工程学院, 四川成都 610500;
2. 中联煤层气有限责任公司晋西分公司, 山西吕梁 033200;
3. 中国石化江汉油田石油工程技术研究院, 湖北武汉 430030;
4. 中国石化中原石油工程设计有限公司, 河南郑州 450006;
5. 国家管网西部管道公司, 新疆乌鲁木齐 830000

收稿日期:2021-08-10 发布日期:2024-01-06
通讯作者: 刘恩斌,E-mail:sunriselebpsb@163.com
作者简介:刘恩斌,1980年生,男,汉族,四川遂宁人,教授,博士,主要从事油气管网仿真与优化技术、瞬变流及计算流体力学等方面的科研教学工作。E-mail:sunriselebpsb@163.com;廉殿鹏,1996年,男,汉族,辽宁朝阳人,硕士,主要从事管道振动、计算流体力学及燃气负荷预测技术等方面的研究。E-mail:liandp@cnooc.com.cn;王兴杰,1997年生,男,汉族,四川仁寿人,硕士,主要从事管道振动、计算流体力学等方面的研究。E-mail:2274438507@qq.com;苏中亚,1994年生,男,汉族,河南商丘人,硕士,主要从事管道设计工作。E-mail:suzhy.osec@sinopec.com;谢萍,1972年生,女,汉族,甘肃武威人,高级工程师,硕士,主要从事油气管道安全经济输送方面的研究。E-mail:xieping@petrochina.com.cn
基金资助:
四川省自然科学基金（2023NSFSC0422）；中国石油“十四五”前瞻性基础性技术攻关项目（2021DJ2804）

Study on Vibration Reduction Measures of Pipeline in a Compressor Station

LIU Enbin¹, LIAN Dianpeng^1,2, WANG Xingjie^1,3, SU Zhongya⁴, XIE Ping⁵

1. Petroleum Engineering School, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
2. China United Coalbed Methane Corporation Ltd., Lüliang, Shanxi 033200, China;
3. Research Institute of Petroleum Engineering, Jianghan Oilfield, SINOPEC, Wuhan, Hubei 430030, China;
4. Zhongyuan Petroleum Engineering Co. Ltd., SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450006, China;
5. Western Pipeline Corporation, PipeChina, Urumqi, Xinjiang 830000, China

Received:2021-08-10 Published:2024-01-06

摘要/Abstract

摘要： 针对天然气站场管道异常振动问题，以某压气站出站管道为研究对象，开展站场管道振动分析研究，建立站场管道数值模型并通过现场振动测试验证模型的正确性。研究中采用流固耦合方法，对不同工况下的管道振动进行分析，提出两种减振方案并进行模拟验证。通过分析得出： 1）管道内的流体压力波动是站场管道产生异常振动现象的根本原因； 2）通过分析管道内流体压力波动频谱，发现管道内压力波动主要集中在低频范围内，管道内压力波动频率与管道系统的前两阶固有频率接近，因此，管道系统发生共振现象，使振动变得更加剧烈； 3）在提出的两种减振方案中，将联通管线直径由Φ711 mm增大到Φ1 016 mm，并增加合适约束的方案具有最佳的减振效果，其管道振动水平评估均为优秀。

关键词: 天然气管道, 振动, CFD技术, 流固耦合, 减振

Abstract: Aiming at the problem of abnormal vibration of natural gas station pipeline, taking the outbound pipeline of a compressor station as the research object, the station pipeline vibration analysis is carried out, the station pipeline numerical model is established, and the correctness of the model is verified by field vibration test. The fluid-structure coupling method is used to analyze the vibration of pipelines under different working conditions. Then two vibration reduction schemes are proposed and verified by simulation. The main conclusions are as follows: 1) The fluid pressure fluctuation in the pipeline is the root cause of the abnormal vibration phenomenon of the station pipeline. 2) Through the analysis of the fluid pressure fluctuation spectrum in the pipeline, it is found that the pressure fluctuation in the pipeline is mainly concentrated in the low frequency range, and the pressure fluctuation frequency in the pipeline is close to the first two natural frequencies of the pipeline system. Therefore, the resonance phenomenon of the pipeline system makes the vibration more intense. 3) In the two vibration reduction schemes proposed, the diameter of connecting pipeline increased from Φ711 mm to Φ1 016 mm, and appropriate restraint measures are added. The results show that the scheme has the best damping effect, and the pipeline vibration level evaluation is excellent.

Key words: natural gas pipeline, vibration, CFD technology, fluid-structure coupling, vibration reduction

中图分类号:

TE832
X937

刘恩斌, 廉殿鹏, 王兴杰, 苏中亚, 谢萍. 某压气站管道减振措施研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2023, 45(6): 175-184.

LIU Enbin, LIAN Dianpeng, WANG Xingjie, SU Zhongya, XIE Ping. Study on Vibration Reduction Measures of Pipeline in a Compressor Station[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2023, 45(6): 175-184.

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