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旋转导向钻井工具地面监测和控制系统研究 被引量:8
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作者 张玺亮 党瑞荣 马认琦 《石油机械》 2015年第5期6-8,共3页
地面监测和控制系统是旋转导向钻井系统的关键组成部分,是整个系统的指挥中心。针对偏心位移控制式旋转导向钻井系统,论述了TMCS系统的总体设计、工作流程、系统设计及现场试验情况。TMCS系统的主要目的是验证旋转导向系统液压、机械、... 地面监测和控制系统是旋转导向钻井系统的关键组成部分,是整个系统的指挥中心。针对偏心位移控制式旋转导向钻井系统,论述了TMCS系统的总体设计、工作流程、系统设计及现场试验情况。TMCS系统的主要目的是验证旋转导向系统液压、机械、通信及供电系统的可行性和稳定性,主要由主控制器MCU、压力负脉冲接收解码模块、工具面角及井斜测量模块、井下导向机构信号采集模块及CAN总线数据通信模块构成,系统使用CAN总线技术进行数据通信及测试接口管理。现场试验结果表明,TMCS系统可以较好地进行信息测量、采集及传输。 展开更多
关键词 旋转导向 钻井工具 地面监测 控制系统 CAN总线 压力脉冲
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液压驱动式井下机器人的研究与设计 被引量:11
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作者 马认琦 陈建兵 张玺亮 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2017年第1期77-80,9,共4页
文章介绍了几种常见管道机器人的技术特点,分析了管道机器人在油田开发过程中面对井下复杂作业环境的局限性。介绍了国外几种石油管道机器人在油田开发中的应用,提出了一种液压驱动式井下机器人的设计思路,着重描述了其动力总成和井下... 文章介绍了几种常见管道机器人的技术特点,分析了管道机器人在油田开发过程中面对井下复杂作业环境的局限性。介绍了国外几种石油管道机器人在油田开发中的应用,提出了一种液压驱动式井下机器人的设计思路,着重描述了其动力总成和井下电控总成的设计过程。通过研究,能够满足海上油田开发对大牵引力、高爬行速度及具有超强越障能力的需求。 展开更多
关键词 管道机器人 液压驱动 大牵引力 井下机器人
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螺旋轮式水平井牵引机器人设计与分析 被引量:4
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作者 吴超群 刘晨阳 +2 位作者 刘明尧 张凤辉 张玺亮 《石油机械》 2016年第11期63-67,共5页
针对水平井作业工具输送困难的问题,设计了基于螺旋驱动原理的牵引机器人。提出了一种平行四边形支撑杆机构,采用丝杠螺母调节机构和弹簧柔性支撑来适应管径变化。对扶正机构轮与管壁的正压力进行分析,并建立了机器人的牵引力模型。应用... 针对水平井作业工具输送困难的问题,设计了基于螺旋驱动原理的牵引机器人。提出了一种平行四边形支撑杆机构,采用丝杠螺母调节机构和弹簧柔性支撑来适应管径变化。对扶正机构轮与管壁的正压力进行分析,并建立了机器人的牵引力模型。应用Pro/E和ADAMS软件建立牵引机器人的虚拟样机,对驱动轮的正压力和牵引力进行仿真分析,搭建了管道试验环境进行机器人牵引力试验。试验结果表明:该机器人能够在内径125 mm的管道中平稳行进,最大牵引力能达到5 400 N。研究结果对于设计较大牵引力的水平井推进器具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 螺旋驱动 水平井 牵引机器人 结构设计 仿真分析
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含复杂腐蚀缺陷X80油气管道剩余强度预测
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作者 王禹轩 易先中 +4 位作者 贺育贤 操作 高彦哲 张玺亮 高成元 《石油机械》 北大核心 2025年第8期116-124,共9页
针对含复杂腐蚀缺陷对X80油气集输管道剩余强度的预测精度问题,采用有限元分析法研究了深度比、直径比和偏移量对管道剩余强度的影响规律。通过灰色关联度法(GRA)分析了腐蚀深度、腐蚀直径及偏移量对管道剩余强度的影响程度,基于PSO-BP... 针对含复杂腐蚀缺陷对X80油气集输管道剩余强度的预测精度问题,采用有限元分析法研究了深度比、直径比和偏移量对管道剩余强度的影响规律。通过灰色关联度法(GRA)分析了腐蚀深度、腐蚀直径及偏移量对管道剩余强度的影响程度,基于PSO-BP算法建立了剩余强度预测模型,对含复杂腐蚀缺陷油气管道的剩余强度进行预测。研究结果表明:含复杂腐蚀缺陷油气管道的最大等效应力位于深腐蚀中心,环向应力减小速度快于轴向应力;复杂腐蚀缺陷下管道剩余强度计算值与标准对比的最大误差为7.6%,验证了仿真结果的可靠性;各因素对剩余强度的影响程度依次为深腐蚀深度>浅腐蚀深度>深腐蚀直径>浅腐蚀直径>轴向偏移量>径向偏移量;与BP模型相比,PSO-BP模型剩余强度预测的最大误差降低了16.51%,总样本拟合率达到99.82%。研究结果可为油气管道维修策略的制定提供参考。 展开更多
关键词 油气管道 复杂腐蚀缺陷 剩余强度预测 灰色关联度法 PSO-BP模型
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切向增流油水分离器流场特征及分离性能研究
5
作者 骆帅 易先中 +4 位作者 徐永和 熊远才 尹作鹏 张玺亮 王利军 《机床与液压》 北大核心 2025年第17期205-213,共9页
针对目前国内大部分油井含水率高、产油量低及传统水力旋流油水分离器处理量小、存在能量损失等问题,基于轴入式和切入式水力旋流油水分离器的入口方式,设计一种切向增流油水分离器。采用数值模拟方法和计算流体动力学对切向增流油水分... 针对目前国内大部分油井含水率高、产油量低及传统水力旋流油水分离器处理量小、存在能量损失等问题,基于轴入式和切入式水力旋流油水分离器的入口方式,设计一种切向增流油水分离器。采用数值模拟方法和计算流体动力学对切向增流油水分离器流场特性和分离性能进行研究。构建有、无切向增流油水分离器模型,分别对比两种模型的静压、切向及轴向速度以及油相体积分数分布,分析混合液入口油相体积分数和入口速度对切向增流油水分离器性能的影响,并设计油水分离室内试验平台验证模拟结果。结果表明:切向增流油水分离器内部油相体积分数分布更为集中,油相含量高的体积分数集中在溢流管内,分离效果好,且处理量和切向速度均有所提升;混合液入口速度为4 m/s时,所形成的速度场和压力场有利于分离器的油水分离,过高和过低油相体积分数会导致分离效率下降;当油水混合液入口速度为4 m/s、溢流分流比为1∶3、入口油相体积分数为5%时,综合分离效率最大,可达85.6%。 展开更多
关键词 切向增流油水分离器 流场特征 分离性能
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海底钻井用铁钻工机械臂的工作安全性分析 被引量:3
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作者 秦赛博 易先中 +4 位作者 张徐文 蔡星星 陈志湘 王利军 张玺亮 《石油机械》 北大核心 2024年第10期74-82,共9页
随着石油勘探开采逐渐由陆地转向海洋,浅海转向深海、超深海,常规的陆地铁钻工已无法在深水海洋平台直接应用。针对该问题,提出一种新型海底钻井系统配套的铁钻工机械臂结构,运用数值仿真模拟的方法对铁钻工机械臂结构的强度、疲劳强度... 随着石油勘探开采逐渐由陆地转向海洋,浅海转向深海、超深海,常规的陆地铁钻工已无法在深水海洋平台直接应用。针对该问题,提出一种新型海底钻井系统配套的铁钻工机械臂结构,运用数值仿真模拟的方法对铁钻工机械臂结构的强度、疲劳强度、刚度、稳定性、抗振性展开安全性分析。研究表明:海底钻井用铁钻工机械臂结构在危险姿态(伸出1.8 m)时的最大von Mises应力为195.45 MPa(小于许用应力[σ]=320 MPa),疲劳强度安全系数n=4.63(大于许用安全系数[n]=2.0);危险姿态下机械臂结构的总弯曲刚度,x、y和z轴方向上的弯曲刚度分别为1.11×10^(10)、1.62×10^(12)、2.43×10^(13)、7.34×10^(10)N·m^(2),符合机械臂结构的刚度要求;机械臂结构的屈曲临界载荷Pcr=915.80 kN,为实际受载的45.79倍,满足结构稳定性要求;随机振动激励作用下机械臂结构有68.23%的概率最大von Mises应力不超过179.77 MPa,满足材料强度安全要求。研究结果验证了新型海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计安全可靠,可为海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 海底钻井 铁钻工机械臂 危险姿态 结构强度 疲劳强度 安全性
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海上油田液控智能采油工艺研究 被引量:23
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作者 薛德栋 张凤辉 +3 位作者 王立苹 杨万有 张玺亮 晁圣棋 《石油机械》 北大核心 2020年第4期56-61,共6页
海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计... 海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。 展开更多
关键词 海上油田 智能完井 智能采油 八挡位液控阀 解码器
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海上油田电控液驱分层注采系统研究 被引量:6
8
作者 薛德栋 杨万有 +3 位作者 张凤辉 邹信波 熊书权 张玺亮 《石油机械》 北大核心 2022年第5期76-81,共6页
为保障精细分层开采工艺可靠性及实现井下参数的测试,根据电控设备快速、集成化及液压设备稳定性好、扭矩大的特点,开发了一种电控液驱分层注采控制系统。详细阐述了控制系统、电控解码监测装置与液压驱动多级滑套等重要部件的工作原理... 为保障精细分层开采工艺可靠性及实现井下参数的测试,根据电控设备快速、集成化及液压设备稳定性好、扭矩大的特点,开发了一种电控液驱分层注采控制系统。详细阐述了控制系统、电控解码监测装置与液压驱动多级滑套等重要部件的工作原理、结构组成及技术特点,进行了电控液驱分层注采现场选井设计。研究结果表明:该控制系统实现了井下大于6层注采层位快速、可靠的控制及参数监测;电控解码监测装置解码响应时间由纯液控的5 min降至毫秒级,单层液控滑套的调整时间由20 min缩短至1 min以内;设计的液压驱动多级滑套采用旋转换挡形式,可以实现8个开度的精细调节,配注量最大误差为5%。研究结论可以为油藏开发决策提供技术参考。 展开更多
关键词 电控液驱 电控解码 液控滑套 分层注采 参数监测
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地面钻柱扭摆导向钻井的理论建模及应用研究
9
作者 丁恒 易先中 +4 位作者 周元华 马苏南 陈志湘 张玺亮 王利军 《石油机械》 北大核心 2024年第10期37-46,共10页
在滑动导向钻井中,钻柱的扭摆可以将钻井过程中井眼与钻柱的静摩擦改为滑动摩擦,可有效减少钻探摩阻,并缓解滑动钻井中普遍存在的“托压”情况。基于滑动钻井技术,分区域构建了钻柱扭摆运动控制方程,通过理论模型研究扭摆角度(100°... 在滑动导向钻井中,钻柱的扭摆可以将钻井过程中井眼与钻柱的静摩擦改为滑动摩擦,可有效减少钻探摩阻,并缓解滑动钻井中普遍存在的“托压”情况。基于滑动钻井技术,分区域构建了钻柱扭摆运动控制方程,通过理论模型研究扭摆角度(100°~600°)和扭摆速度(20~80 r/min)对扭摆深度、钻压及工具面变化的影响,并利用钻柱扭摆试验装置进行了试验。研究结果表明:随着扭摆角度、扭摆速度的增加,扭摆深度不断增加,钻压趋于平稳,扭摆减阻效果更好;过度增加扭摆角度、扭摆速度会造成工具面波动,影响钻井效率。现场应用结果表明,工具面平稳度高符合率达到96%,防“托压”效果明显,能够满足现场作业要求。研究结果可为钻柱扭摆导向钻井技术提供技术参考。 展开更多
关键词 地面钻柱 扭摆导向钻井 导向控制模型 扭摆角度 扭摆速度 减阻
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JGZ97型万米超深井钻机死绳固定器研制与安全性研究
10
作者 秦赛博 易先中 +3 位作者 蔡星星 张徐文 王利军 张玺亮 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期236-242,共7页
针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性... 针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性能,三腹板绳轮的强度、安全裕度均满足钻井作业时的安全要求,确定采用三腹板绳轮。实物测试试验中,三腹板绳轮仿真结果与试验结果的最大相对误差为12.95%,综合分析仿真结果与实验结果基本吻合;线性屈曲分析表明,最大死绳拉力作用下的三腹板绳轮临界屈曲载荷为绳轮实际受载的48.8倍,满足结构稳定性要求。研究表明,三腹板绳轮可以解决死绳固定器绳轮存在的问题,可以为万米超深井钻机结构设计提供支持。 展开更多
关键词 死绳固定器绳轮 万米深井钻机 腹板 绳轮增强设计 试验测试 安全性 线性屈曲 稳定性
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