[發(fā)明專利]輸氣站增壓泵進出口管道的振動評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010026268.8
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111222277B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 王仕強;張志東;何莎;陳文斌;楊剛;夏傳強;李超;劉洪智;駱吉慶
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F30/28;G06F119/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

1.輸氣站增壓泵進出口管道的振動評價方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)結構特性分析評價

通過有限元分析，采用離散型多自由度系統(tǒng)模型，通過建立進出口管道幾何模型、網格劃分、材料力學參數設置和施加邊界條件，計算出進出口管道本體的固有頻率；將固有頻率與根據實測振動測試信號計算得出的頻率譜進行比較，若固有頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在設定范圍內，則判定進出口管道的振動不合格，結束評價；若固有頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在設定范圍外，則轉入步驟(2)；

(2)流致振動分析評價

通過有限元分析，采用流固耦合方法計算，通過建立進出口管道幾何模型、CFD網格劃分、介質參數設置和流體加載，計算出進出口管道的激勵頻率；將激勵頻率與根據實測振動測試信號計算得出的頻率譜進行比較，若激勵頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在設定范圍內，則判定進出口管道的振動不合格，結束評價；若激勵頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在設定范圍外，則轉入步驟(3)；

(3)強制機械響應分析評價

采用振動峰值速度評價方法進行分析評價，具體分析評價過程為：根據實測振動測試信號計算得出頻率譜，將頻率譜中的最大峰值振動速度值與進出口管道的允許峰值速度最大值進行比較，若頻率譜中的最大峰值振動速度值小于允許峰值速度最大值，則判定進出口管道的振動合格；若頻率譜中的最大峰值振動速度值大于允許峰值速度最大值，且小于允許峰值速度最大值的2倍值，則判定進出口管道的振動為應評估，需要長期跟蹤進出口管道的振動狀態(tài)；若頻率譜中的最大峰值振動速度值大于允許峰值速度最大值的2倍值，則判定進出口管道的振動不合格；

所述步驟(1)中的設定范圍是指固有頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在8Hz以內；

所述步驟(2)中的設定范圍是指激勵頻率與頻率譜的相近值或倍頻值在4Hz以內。

2.根據權利要求1所述的輸氣站增壓泵進出口管道的振動評價方法，其特征在于：所述的根據實測振動測試信號計算得出頻率譜是指采用振動傳感器采集輸氣站增壓泵進出口管道的振動測試信號，且針對采集的振動測試信號，選取時域數據，處理時間范圍不小于60秒，每秒的平均次數不小于5次；轉換的函數關系為頻率譜，轉換時使用漢寧窗函數加窗，轉換后的數據單位為速度值，并且不加權。

3.根據權利要求1或2所述的輸氣站增壓泵進出口管道的振動評價方法，其特征在于：所述步驟(3)中進出口管道的允許峰值速度最大值的計算方法為：

式中表示進出口管道的允許峰值速度最大值；

13.4——轉換系數，mm/s/MPa；

C₁——補償特征管段上集中質量影響的修正系數；

C₄——端部條件修正系數；

S_e1——交變應力；

C₃——管道內介質和管道保溫層的修正系數；

C₅——考慮強迫振動偏離共振的修正系數，等于管跨第一階固有頻率與測得的頻率之比；

C₂——二次應力指數；

K₂——局部應力指數；

α——許用應力減弱系數。