1. 研究目的与意义（文献综述）

海上油气资源一般通过海洋平台进行勘探开发 , 而撬装往复式压缩机是海洋平台上的重要设备 , 它是集往复式压缩机、原动机、洗涤罐及缓冲罐等各功能元件于一体的可整体迁移的压缩机系统，被广泛应用于天然气增压、集输、气举、筑起、燃气透平压缩、油气回收、油井回注、馏分气体压缩等工艺中，应用非常广泛，同时由于往复式压缩机吸、排气的周期性、间歇性，进出口管道中气体的压力和速度呈周期性变化，这种周期性变化被称为“气流脉动”，是引起管道振动的主要原因，且管道结构和管道内气柱都具有各自的固有频率，当它们与压缩机激发频率相近或一致时，会引起共振，导致管道的剧烈振动。

管道振动会给海上油气开发带来严重的危害:使得天然气管道结构、管路附件产生疲劳破坏，特别是管道的连接部位发生松动和破裂；使得压缩机的工况变坏，阀片过早损坏；使得管道上或附近的计测仪表失真或者损坏；使得噪声增大，造成工作环境恶劣，危害附近工作人员的身心健康等等。所造成的损失轻则降低工作效率，重则由管道破裂而引起爆炸、燃烧，造成严重事故。因此，对海洋平台压缩机管系的气流脉动及管道响应进行计算，分析其振动情况并与规范允许值进行比较，是很有必要的。

国内研究现状：

2. 研究的基本内容与方案

根据国内外的相关研究结果，气流脉动是引起往复式压缩机管线振动的根本原因，控制压缩机管道系统内的压力脉动，使它处于容许范围之内，被认为是解决管道振动的根本方法。因此，本毕业论文的主要内容如下：

（1）深入分析往复式压缩机管道系统气流脉动的基本理论，推导气流脉动的重要方程：平面波动方程，在此基础上进一步推导简单管系气柱固有频率计算公式并介绍复杂管系气柱固有频率计算方法，同时也对气流压力脉动的计算思路及方式进行简单介绍；

（2）根据（1）中提到的复杂管系气柱固有频率计算方法，采用matlab编写计算管系固有频率的通用计算机程序，并使用该程序对某海洋平台2811压缩机撬块部分管系的气柱固有频率进行计算，将其结果与气流脉动分析专用软件PULS的计算结果进行比较，验证自编程序的合理性；

（3）利用气流脉动分析专用软件PULS建立压缩机撬块管道模型, 计算管系中气柱的固有频率和节点处压力脉动的激振力，然后采用管道应力分析专用软件CAESARII建立管道模型并对管道的机械固有频率及振动响应进行求解计算，将管道固有频率、气柱固有频率及压缩机的激发频率三者进行比较，看是否会发生共振，然后取PULS计算得到的前十阶激振力，将其大小和频率，输入到CAESARII撬块模型中，计算得到每一阶振动模态的位移最大值和应力最大值，与API68规范许可值进行比较，看是否符合标准，若存在超标现象，还要对不合理处进行相关优化并重复计算。

具体流程如下：

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]谢壮宁. 采用频响函数法计算复杂管道系统的气柱固有频率[j]. 流体机械,1995(07):17-20.

[2]徐斌,冯全科,余小玲. 往复压缩机级间管路的振动研究[j]. 压缩机技术,2010(01):3-6 15.

[3]张海云,董晓雨,高鹏. 海洋平台往复压缩机组脉动和振动控制方法[j]. 压缩机技术,2010(05):24-26.