油气田中球形储罐地震反应及结构控制.pdf

第3 4 卷第3 期 2 0 1 5 ．0 3 技术纵横 油气田中球形储罐地震反应及结构控制 宫成欣 大 庆油田 设 计院 摘要 选择 不同的地震 波作 为输入 波 ，进行基础隔震及 附加耗 能减震装置的球形储罐地震 响应时程分析 。分析结果表 明基础 隔震及 附加耗能减震装置均能有效降低结构地震反应 ，但 由于不同地震波的特性不同，其减震效果不同。针对不同场地条件，对球形储罐进行附加耗能 减震装置及基础 隔震控制 下的地震反应分析。分析结果表 明场地不同其减震效果不 同，但总 体减震效果明显。 关键词 结构控制 ；减震控制 ；地震反应 ；球形储罐 ；相对位移 ；加速度 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 3 ． 0 2 8 1 研 究内容 针对球形储罐的结构特点 ，对其地震反应及结 构控制作如下研究 1 了解球形储罐 的破坏机理和现有抗震措施 ， 给球形储罐布置基础隔震及附打 Ⅱ 耗能减震装置。 2 运 用 A N S Y S软件 ，以实 际数据及理论分 析后得出的数据为依据进行模 态分析。选择不同的 地震波作为输入波，进行基础隔震及附加耗能减震 装置 的球形储罐地震 响应时程分析 ；进行不同类型 场地情况下基础隔震及附加耗能减震装置的球形储 罐地震响应时程分析 。 3 通过数值分析，比较不同结构控制下球形 储罐的相对位移和加速度的降幅值，得出在不同地 震波作用下 以及不同类型场地情况下 ，两种结构控 制方法都可 以达到控制地震 响应的效果 ，为球形储 罐结构控制设计提供 了理论参考 。 2 球形储罐消能减震结构动力分析 在球形储罐上考虑附加一消能装置 由算子 r 表示 ，则运动方程为 ， c f k x t F x t 一 m 同 p _厂 1 消能装置单元附加到某一结构体系后，原有体 系 的刚度 、质量和 阻尼值 都将发生变化 ，即可将 r x 模拟表达成 F x ， 元 2 在球形储罐上考虑附加一隔震装置，震时上部 结构位移反应的最大绝对值为 I ． ． 1 ， ， 、2 IV I J_一 3 『『1 ’ ] 2 ∞ ／ 3 球形储罐地震反应数值分析 1 隔震及耗能减震结构在不同地震波 的作用 下，其地震控制效果不同。耗能减震结构的控制效 果 E L C e n t r o 波 ，相对位移减小 了 7 1 ． 8 ％～ 7 2 ． 3 ％， 加速度减小 了2 5 ． 2 ％ 2 8 ． 3 ％；T a ft波 ，相对位移减 小 了 7 6 ． 2 ％～ 7 6 ． 7 ％，加 速度减小 了 7 7 ． 4 ％ 7 7 ． 9 ％； 天津波，相对位移减小了7 5 ． 7 ％～ 7 6 ．0 ％，加速度减 小 了 6 5 ．8 ％ 7 1 ．9 ％。隔震结构的控制效果 E L C e n t r o 波 ，相对位移减小 了7 7 ． 2 ％，加速度减小 了 4 1 ． 4 ％ 4 3 ． 1 ％；T a ft波 ，相 对 位移 减小 了 6 2 ． 3 ％～ 6 2 ． 8 ％，加速度减小 了7 6 ． 1 ％ 7 6 ． 4 ％；天津波 ，相 对位移减小了5 0 ． 3 ％ 5 0 ． 4 ％，加速度减小了5 O 。8 ％ 5 2 ． 6 ％。 2 隔震及耗能减震结构在不同类型场地情况 下，其地震控制效果不同。 I 类场地地震控制效 果 耗 能减震结 构 ，相 对位移减 小 了4 3 ．8 ％～ 4 9 ． 2 ％，加速 度减小 了3 1 ． 1 ％～ 3 4 ． 7 ％；隔震结 构 ， 相 对 位 移 减 小 了 2 1 ． 8 ％ 2 8 ． 0 ％，加 速 度 减 小 了 3 7 ． 6 ％ 3 8 ． 1 ％。 Ⅱ类场地地震控制效果 耗能减震 结构 ，相对位移减小 了8 3 ． 0 ％ 8 3 ． 2 ％，加速度减小 了 7 3 ． 4 ％ 7 3 ． 8 ％ ；隔 震 结 构 ，相 对 位 移 减 小 了 7 2 ． 7 ％ 7 2 ． 8 ％，加速度减小了 5 6 ． 8 ％ 5 8 ． 0 ％。Ⅲ类 场地地震控制效果 耗能减震结构 ，相对位移减小 了7 4 ． 4 ％ 7 6 ． 1 ％，加速度减小 了5 9 ． 1 ％～ 5 9 ． 9 ％；隔 震结构 ，相对位移减小了6 6 ．9 ％～ 6 8 ．2 ％，加速度减 小了 5 2 ． 8 ％ 5 4 ． 5 ％。I V 类场地地震控制效果 耗能 减震结构 ，相对位移减小了 8 0 ． 6 ％～ 8 0 ． 9 ％，加速度 减小了7 1 ． 4 ％ 7 1 ． 5 ％；隔震结构，相对位移减小了 7 2 ． 4 ％，加速度减小了5 9 ． 5 ％- 6 0 ． 7 ％。 m l m l i m , u h t t p ／ ／ ～ ，、 ～ ，、 v ． y q t d mg c ． c 。 m 一5 5 第 3 4 卷第 3 期 2 0 1 5 ． 0 3 技术纵横 用伺服调量注入技术改进比例调节泵的工艺 郭新林 大 庆油田 采 油二 厂 摘要伺服调量注入技术是对原有比例调节泵进行改进的一项新技术。该技术是在注入泵 液力端增设 回流调 节阀，应 用综合控制 系统监控各柱塞运行状 态，精准控制 流量调节 阀关闭、 开启时机，调整机泵有效做功行程，并通过与流量计联动，实现流量的 自 动调节与控制。伺服 调量注入技术故障率低 ，运行稳定；泵平均时率可达9 8 ％ I 上；调 节范围大；黏损率低 ，平均黏 损率为3 ． 4 ％；瞬时流量注入稳定。 关键词比例调节泵；伺服调量；聚合物注入；工艺改进；黏损率 d o i l O ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 3 ． 0 2 9 1 系统结构 伺服调量注入技术是对原有 比例调节泵进行改 进的一项新技术 。该技术是在注入泵液力端增设回 流调节阀，应用综合控制系统监控各柱塞运行状 态，精准控制流量调节阀关闭、开启时机，调整机 泵有效做功行程，并通过与流量计联动，实现流量 的自 动调节与控制。该技术利用机泵凡尔工作的稳 定性 ，较好地克服了比例调节泵工艺动密封效果不 稳定、内漏量大等弊端，有效地解决了比例调节泵 注人工艺黏损率大，故障率高等问题。该技术流量 调节便捷 ，设定流量后无需人为干预便可 自动调 节 ，降低了工人劳动强度 ，提高了聚驱注入质量 。 伺服调量注入系统执行机构结构见图1 。 袈 出[ 11 图 1 伺服调量注入系统执 行机 构 2 工艺改进试验效果 2 0 1 2 年 1 2 月 1 7 El，在大庆油 田采油二厂第三 作业 区南八东 2 注入站 1 1 泵 ，开展了用伺 服调量 注入技术改进比例调节泵工艺试验 。为验证该技术 的可靠性，于2 0 1 3 年3 月又追加试验了1 泵。 2 ． 1 时率情况 2 0 1 2 年 1 2 月 1 7日至 2 0 1 3 年 8 月 1 2日，I I 泵 运行 2 3 8 天 ；2 0 1 3 年 1 月 中旬 ，由于试验 中途改 进 、调 试设 备 ，泵 的运 行 时率 为 9 3 ． 2 ％，偏 低 ； 2 0 1 3 年 1 月下旬至 8 月中旬 ，泵平均运行时率为 9 9 ． 1 ％，完全满足时率要求 。 2 ． 2 振动情况 由于该系统是基于比例调节泵工作原理进行的 工艺改进，依然存在单塞对单井注人工艺脉动大的 缺点。从改造后机泵和工艺的振动隋况看 ， 该系统 泵体本身的振动控制较好 ，经测试振幅在0 ． 0 6 m m 以内，但工艺管线振动较大 。试验期间，针对脉动 明显的工艺特点 ，采取 以下措施 一是加强泵出口 管线振动控制 ，安装联合多点固定卡子 ；二是优 化管线固定工艺，进一步强化单点固定。措施后取 4 结论 1 球形储罐采取隔震及附加耗能减震装置均 可达到减小地震响应的效果。 2 对输人三种典型 的地震波进行数据分析 ， 其结果表明基础隔震及附加耗能减震装置均能有 效降低结构地震反应，但由于不同地震波的特性不 同，其减震效果不同。基础隔震结构加速度降幅为 4 1 ．4 ％ 7 6 ． 4 ％，相对位移降幅为5 0 ．3 ％- 7 7 ．2 ％；附 加耗能减震结构加速度降幅为2 5 ．2 ％ 7 7 ．9 ％，相对 位移降幅为 7 1 ． 8 ％ 7 6 ． 7 ％。 3 针对不同场地条件 ，对球形储罐进行附加 耗能减震装置及基础隔震控制下的地震反应分析。 分析结果表明场地不同其减震效果不同，但总体 减震效果明显。基础隔震结构加速度降幅为3 7 ．6 ％ 6 0 ． 7 ％，相对位移降幅为 2 1 ． 8 ％ 7 2 ． 8 ％；附加耗能 减震结构加速度降幅为 3 1 ． 1 ％～ 7 3 ． 8 ％，相对位移降 幅为4 3 ．8 ％ 8 3 ．2 ％。说明各类型场地条件下 ，两种 控制方法均有较好的减震效果。 栏 目主持樊韶华 一 5 6 一 油气田地面工程 h t t p ／ ／ www． y q t d r n g c ． c o rn