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智能井流量控制系统高温电磁阀结构优化设计 被引量:4
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作者 郑严 顿志强 +3 位作者 王晓 王龙 钟俊宇 马传钦 《液压与气动》 北大核心 2025年第3期50-60,共11页
井下流量控制系统作为智能完井系统的核心部件,对井下智能开采至关重要,而井下高温电磁阀作为电控液驱流量控制系统的重要元件,对控制系统性能起到关键作用。介绍了电磁阀结构及工作原理,利用有限元仿真建立电磁铁模型,分析了电磁铁静... 井下流量控制系统作为智能完井系统的核心部件,对井下智能开采至关重要,而井下高温电磁阀作为电控液驱流量控制系统的重要元件,对控制系统性能起到关键作用。介绍了电磁阀结构及工作原理,利用有限元仿真建立电磁铁模型,分析了电磁铁静铁芯锥角、静铁芯凸台、线圈位置、隔磁环倾角、隔磁环长度对电磁力特性影响,并进行了电磁-热耦合仿真分析。采用正交试验设计研究影响电磁力结构参数之间的主次关系,并基于响应面法与改进粒子群算法结合的优化思路,对电磁铁结构参数进行优化设计。优化后0 mm处的电磁力提高了16.68%,0.5 mm处电磁力提高了29.62%,1 mm处电磁力提高了31.06%,为电控液驱型流量控制系统设计奠定了理论基础。 展开更多
关键词 智能井 流量控制系统 高温电磁阀 正交试验 改进粒子群算法
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基于两相流理论的水下法兰连接器透镜垫强度及寿命
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作者 秦建国 孙志 +3 位作者 弓海霞 崔朝霞 巩勇智 郭思佳 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期55-60,共6页
在水下油气生产系统中,针对水下采油井口的突然开启和关闭、油气输送的非连续性造成管道内油气输送速度剧烈变化,从而在管道中形成压力波动,对水下法兰连接器透镜垫造成压力冲击的问题,通过分层流模型确定气液参数,借助Fluent中的VOF模... 在水下油气生产系统中,针对水下采油井口的突然开启和关闭、油气输送的非连续性造成管道内油气输送速度剧烈变化,从而在管道中形成压力波动,对水下法兰连接器透镜垫造成压力冲击的问题,通过分层流模型确定气液参数,借助Fluent中的VOF模型对水下法兰连接器部分内的气液两相流介质进行模拟,选用RNG k-ε湍流模型对水下法兰连接器部分油气流动参数进行分析计算及模拟求解,分析了不同输送速度连接器部分内油气对外压力的分布。结果显示,最大压力冲击的增量与油气输送速度平方的增量近似成正比关系,在考虑油气输送速度对水下法兰连接器透镜垫内壁最大压力冲击后,透镜垫最大等效应力增大9.36%,疲劳寿命下降51.33%。 展开更多
关键词 水下法兰连接器 气液两相流 VOF模型 流体压力 疲劳寿命
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纤维增强热塑性管道熔接补强接头爆破失效机制
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作者 李常友 任京文 +1 位作者 王雨婷 王旱祥 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期165-173,共9页
针对当前纤维增强热塑性管道(RTPs)连接接头易腐蚀、易疲劳、外径尺寸大等问题,基于理论模型设计一种新型熔接补强接头,采用有限元仿真与爆破试验相结合的研究方法,揭示纤维增强热塑性管道熔接补强接头在爆破载荷作用下的失效机制;通过... 针对当前纤维增强热塑性管道(RTPs)连接接头易腐蚀、易疲劳、外径尺寸大等问题,基于理论模型设计一种新型熔接补强接头,采用有限元仿真与爆破试验相结合的研究方法,揭示纤维增强热塑性管道熔接补强接头在爆破载荷作用下的失效机制;通过将3D Hashin失效准则与最大应力准则相结合,融合剩余刚度模型和内聚力模型,提出基于VUMAT子程序的渐进损伤评估方法。结果表明:管道及接头的最终失效形式为黏接层与熔接区失效,损伤失效过程分为4个阶段:无损伤阶段、黏接层损伤阶段、基体损伤阶段及失效阶段;黏接层的损伤由接头两端向中间扩展,剪切强度不足是造成损伤的主要原因;RTPs增强层基体损伤首先发生在接头附近,并逐步向其他非接头区域扩展,接头区域的基体损伤受到黏接层损伤扩展规律的影响。 展开更多
关键词 增强热塑性管道 接头设计 渐进损伤 爆破失效 内聚力模型
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水合物压控射流破碎工具关键结构动力学仿真与实验研究
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作者 唐洋 陈均阳 +1 位作者 张玉林 王国荣 《中国海上油气》 北大核心 2025年第3期194-202,共9页
针对天然气水合物固态流化试采过程中常规射流喷头存在的作业过程不可控、不可重复使用,不能根据工况进行自动切换与连续运作以及需要反复起下钻柱等问题,设计了一种新型的自锁式压控射流破碎工具。为探明压控射流破碎工具滑芯与自锁机... 针对天然气水合物固态流化试采过程中常规射流喷头存在的作业过程不可控、不可重复使用,不能根据工况进行自动切换与连续运作以及需要反复起下钻柱等问题,设计了一种新型的自锁式压控射流破碎工具。为探明压控射流破碎工具滑芯与自锁机构运动规律,采用动力学仿真软件建立压控滑芯动力学仿真模型,考虑不同钻井液入口流量、弹簧刚度、摩擦系数和流量加载方式,分析压控滑芯的运动规律,并加工工具样机,开展压控射流破碎工具室内验证实验。仿真结果表明,同一弹簧刚度下,钻井液流量越小,滑芯波动幅度越小;同一流量下,弹簧刚度越大,滑芯波动幅度越小。实验结果表明,压控射流破碎工具在钻井液流量为453 L/min时可以完全开启并且自锁机构能够完成锁定以及解锁动作。本文研究可为推进天然气水合物商业化开发提供有效装备技术支撑。 展开更多
关键词 天然气水合物 固态流化 压控 破碎造腔
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笼套式水下节流阀冲蚀特性与寿命预测研究 被引量:1
5
作者 同武军 王莹莹 +4 位作者 鞠少栋 李兴业 王星 王宝富 韦琦 《表面技术》 北大核心 2025年第5期116-127,共12页
目的针对水下节流阀在携砂油气冲蚀下被破坏现象展开研究,揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律,为优化设计和提升水下采油树的安全性和可靠性提供理论依据,保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使用CFD数值仿真软件,采... 目的针对水下节流阀在携砂油气冲蚀下被破坏现象展开研究,揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律,为优化设计和提升水下采油树的安全性和可靠性提供理论依据,保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使用CFD数值仿真软件,采用欧拉-拉格朗日(Eulerian-Lagrangian)流固耦合方法,针对携砂油气冲击节流阀内壁展开数值模拟研究,通过控制单一影响因素(如颗粒直径、油流速度、颗粒质量流量、节流阀开度等),揭示笼套式水下节流阀在不同影响因素下的冲蚀变化规律,并预测极端工况下水下节流阀的冲蚀使用寿命。结果笼套式水下节流阀的冲蚀主要发生在节流孔附近壁面(笼套护套、阀芯壁面的节流孔附近)和节流孔内壁面位置,且随着颗粒直径的增大,冲蚀率逐渐降低;随着油流速度和颗粒质量流量的增大,冲蚀率呈递增趋势;随着节流阀开度的增大,冲蚀率呈递减趋势;在最极端工况下,取1.5倍安全系数,水下节流阀节流孔的使用年限最低可达11 a。结论通过数值模拟与理论计算相结合的方法预测了水下节流阀的冲蚀寿命,提出了一种工程计算的方法和思路,从而保障水下采油树工作时的安全性和可靠性,以期为实际工程起到一定指导作用。 展开更多
关键词 水下节流阀 冲蚀特性 流固耦合 数值模拟 FLUENT 寿命预测
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动态水力旋流器内短路流流量的计算方法及影响分析 被引量:1
6
作者 于海 栾智勇 +6 位作者 姬宜朋 安申法 陈家庆 司政 任强 孙丰旭 宋泽润 《化工进展》 北大核心 2025年第1期135-144,共10页
短路流是影响水力旋流器分离效率的重要因素,然而针对动态水力旋流器中短路流的形式和计算方法鲜有研究。本文通过数值模拟的方式对动态水力旋流器溢流管口处径向速度变化和流线分布规律,提出了一种基于数值模拟的动态水力旋流器短路流... 短路流是影响水力旋流器分离效率的重要因素,然而针对动态水力旋流器中短路流的形式和计算方法鲜有研究。本文通过数值模拟的方式对动态水力旋流器溢流管口处径向速度变化和流线分布规律,提出了一种基于数值模拟的动态水力旋流器短路流流量计算方法。将量纲为1的动态水力旋流器高灵敏度结构参数作为输入指标,以数值模拟所得的短路流率作为响应目标,通过响应曲面法建立了量纲为1的结构参数与短路流率间的计算模型。基于所建立的模型,使单管处理量为120m^(3)/h的动态水力旋流器进行结构改进,改进后短路流流量减少了59.6%,分离效率提高了10.4%,基于该方法改进的单管120m^(3)/h处理量动态水力旋流器中试样机通过了海上石油平台上的试验验证,且试验分离性能与模拟预测分离效率间的平均误差仅有4.9%。 展开更多
关键词 动态水力旋流器 短路流 计算模型 数值模拟 现场试验
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深水定向井压回法压井气液两相逆向流动试验研究
7
作者 任美鹏 张伟 +4 位作者 殷志明 丁天宝 孙宝江 王志远 尹邦堂 《石油机械》 北大核心 2025年第7期95-103,共9页
目前对于在倾斜井筒中高黏度液相下的气液两相逆向流动规律的研究较少。为此,设计并搭建了一套基于定向井压回法压井气液两相逆向流动特征的可视化模拟试验装置,进行了不同表观气液速度、不同液相黏度及不同井筒倾角下的气泡运移及流型... 目前对于在倾斜井筒中高黏度液相下的气液两相逆向流动规律的研究较少。为此,设计并搭建了一套基于定向井压回法压井气液两相逆向流动特征的可视化模拟试验装置,进行了不同表观气液速度、不同液相黏度及不同井筒倾角下的气泡运移及流型转化试验。试验结果表明:随着井筒向水平倾斜,小气泡运移速度逐渐减小,Taylor泡运移速度逐渐增大,逆流液速及液相黏度对气泡运移有抑制作用;表观液速不变,随着表观气速增大,流型由泡状流向弹帽流、段塞流转化;表观气速不变,随着表观液速增大,泡状流向弹帽流转变;对于压回法压井,可适当增大压井液黏度,以更加高效地压回井筒内气泡。研究结果可为深水油气安全高效井控提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 深水定向井 压回法压井 气液两相逆向流动 模拟试验装置 气泡压回 流型转化
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基于DA-RNN的电潜泵系统剩余使用寿命预测方法
8
作者 于继飞 姬煜晨 +4 位作者 路鑫 隋先富 彭建霖 韩国庆 杨阳 《石油机械》 北大核心 2025年第9期1-9,共9页
电潜泵是海上油田主要的人工举升设备,其运营和维护成本极高,一旦发生故障,将对油田运营造成一定的损失。为此,提出一种基于双阶段注意力机制循环神经网络(DA-RNN)的电潜泵系统剩余使用寿命预测方法。通过利用DA-RNN对电潜泵实时数据进... 电潜泵是海上油田主要的人工举升设备,其运营和维护成本极高,一旦发生故障,将对油田运营造成一定的损失。为此,提出一种基于双阶段注意力机制循环神经网络(DA-RNN)的电潜泵系统剩余使用寿命预测方法。通过利用DA-RNN对电潜泵实时数据进行特征挖掘,构建电潜泵剩余使用寿命预测模型,对电潜泵剩余使用寿命做出准确预测,为电潜泵的预测性维护提供了科学依据,显著提高了设备的可靠性和安全性。渤海油田实例分析结果表明,该剩余使用寿命预测模型的平均预测误差在28 d以内,验证了基于DA-RNN的预测模型在电潜泵剩余使用寿命预测中的实用性和准确性。研究结论为海上油田电潜泵的故障预防和维护决策制定提供了数据支持,也为运营管理提供了一种高效的数据驱动策略。 展开更多
关键词 电潜泵系统 剩余使用寿命 DA-RNN 预测模型 超参数优化 皮尔逊相关系数
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维修管卡密封结构三维模型接触压力和测试密封压力的分析
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作者 马培森 石湘 赵张帆 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期145-153,共9页
针对密封结构的密封压力水平这一海底管道维修管卡的关键性能问题,本研究采用三维模型分析,以更精确地模拟复杂管卡密封结构密封建立的实际过程。相较于二维轴对称模型分析,三维模型能够全面展现所有密封接触面的接触压力分布情况。本... 针对密封结构的密封压力水平这一海底管道维修管卡的关键性能问题,本研究采用三维模型分析,以更精确地模拟复杂管卡密封结构密封建立的实际过程。相较于二维轴对称模型分析,三维模型能够全面展现所有密封接触面的接触压力分布情况。本研究中,针对一款采用氟橡胶密封件的全结构管卡样机,建立了一套对管卡密封结构进行三维仿真分析的方法,分析了两种硬度组合的密封件条件下,各密封面接触压力的大小及分布情况,从而确定了密封结构的薄弱部分,并分析了密封件硬度对接触压力的影响。然后,通过管卡样机测试,得到了相同硬度组合密封件下管卡的密封压力,并与仿真结果进行了对比验证。分析结果显示:密封条与密封圈之间的接触面两侧为管卡密封的最薄弱部分,其次为两瓣密封圈之间的接触面;在最薄弱部分,接触压力的大小及其变化趋势同测试密封压力基本一致;相同密封圈压缩量下,硬度较高的密封件组合能够产生更大的密封压力。 展开更多
关键词 维修管卡 三维密封结构 接触压力 密封压力 管卡样机测试
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无隔水管闭式循环钻井液举升泵动力学仿真分析
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作者 秦如雷 陈浩文 +2 位作者 许本冲 李昌平 梁楠 《石油机械》 北大核心 2025年第2期59-64,共6页
深水无隔水管闭式循环钻井液举升泵(简称举升泵)采用中置悬挂方式安装,其启动和运转时均会对上下两端连接的钻井液返回管线产生反扭矩和振动,影响举升泵及返回管线的稳定性和安全性。为此,对举升泵进行动力学仿真分析,建立了多级举升泵... 深水无隔水管闭式循环钻井液举升泵(简称举升泵)采用中置悬挂方式安装,其启动和运转时均会对上下两端连接的钻井液返回管线产生反扭矩和振动,影响举升泵及返回管线的稳定性和安全性。为此,对举升泵进行动力学仿真分析,建立了多级举升泵流道模型和流固耦合模型;对单级泵的反扭矩进行理论计算,并与数值仿真结果进行对比,验证仿真模型的正确性;通过多级举升泵的动力学仿真,分析了举升泵运行过程中的反扭矩、振动及轴向力与泵运转速度的关系。研究结果表明:随着转速的增大,举升泵运行过程中产生的反扭矩及轴向力增大、转子振幅先增大后减小,并得出了实时和额定功率下举升泵的反扭矩、轴向力和振动。研究结论可为举升泵及连接的返回管线设计和性能优化提供指导,提高深海钻井效率和安全性。 展开更多
关键词 无隔水管闭式循环钻井 深水钻井 钻井液举升泵 动力学仿真 流固耦合
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深海多工况下冲洗压力帽安全强度研究
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作者 刘统亮 常户星 +3 位作者 徐化奎 魏行超 张晨 冯定 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第10期4093-4101,共9页
冲洗压力帽是海底管道预调试的关键性设备,其深海安装作业风险高、要求严,对结构强度的安全性能提出了更高的要求。冲洗压力帽除了在安装作业时承受载荷外,在试压过程中还需要封堵巨大的管道内压,其结构强度和承压能力直接影响到整个水... 冲洗压力帽是海底管道预调试的关键性设备,其深海安装作业风险高、要求严,对结构强度的安全性能提出了更高的要求。冲洗压力帽除了在安装作业时承受载荷外,在试压过程中还需要封堵巨大的管道内压,其结构强度和承压能力直接影响到整个水下生产系统预调试的安全可靠性。以南海陵水海域1500 m水深气田使用的冲洗压力帽为研究对象,基于挪威船级社(Det Norske Veritas,DNV)和挪威石油工业NORSOK相关标准,对冲洗压力帽和关键承压部件进行弹塑性有限元建模,分析不同工况条件下安全强度要求。结果表明:吊装工况下冲洗压力帽各部件最大Von Mises应力均小于许用应力,且高应力主要集中在螺栓连接处;在冲击工况下冲洗压力帽模拟下放满足其0.5 m/s的速度安装要求,整体结构强度满足相关标准要求;在打压测试工况下计算得到冲洗压力帽承压能力为823 bar,南海陵水气田预调试作业时实测压力为268 bar,远小于其承压能力,满足有限元计算结果。研究结果可为冲洗压力帽设计和现场应用提供理论基础和技术参考。 展开更多
关键词 深海 复杂载荷 冲洗压力帽 安全性能 承压能力
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带压作业卡瓦接触特性分析及夹持性能评价
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作者 王皓 廖飞龙 +3 位作者 王文权 高原 徐友红 钟林 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1438-1449,共12页
针对螺旋升角型卡瓦齿的卡瓦与管柱接触特性不清晰而造成卡瓦夹持性能无法准确评价等问题,采用理论方法分析卡瓦管柱相互作用受力,通过数值模拟方法,建立卡瓦-管柱-卡瓦座全尺寸相互接触有限元模型,开展了不同轴向载荷和摩擦系数下卡瓦... 针对螺旋升角型卡瓦齿的卡瓦与管柱接触特性不清晰而造成卡瓦夹持性能无法准确评价等问题,采用理论方法分析卡瓦管柱相互作用受力,通过数值模拟方法,建立卡瓦-管柱-卡瓦座全尺寸相互接触有限元模型,开展了不同轴向载荷和摩擦系数下卡瓦和管柱的Mises应力和接触应力分布规律等接触特性研究,得到在轴向上,由底部往顶部逐渐减小,在周向上为非完成对称分布,且存在应力集中位置,卡瓦与管柱相比所受的Mises应力较大,接触应力较小;随着轴向载荷增大,Mises应力和接触应力都增大,随着摩擦系数的增大,Mises应力和接触应力都减小;在设计和实际使用中应着重考虑应力较大的部件和位置,在大载荷工况下,建议通过改变卡瓦材料、卡瓦齿形状等方式来增大摩擦系数,从而提高卡瓦在大载荷工况下的夹持性能,同时又可防止夹持力过大造成管柱被咬合过深而损坏。研究成果可为卡瓦的设计及夹持性能的评价提供理论指导。 展开更多
关键词 带压作业 卡瓦 接触特性 夹持性能 评价
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金刚石磨粒切削钢混材料的温度仿真分析与磨损实验
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作者 韦敏 史永晋 郭子航 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期342-351,共10页
海上平台导管架桩基一般采用钢混灌浆结构,在利用金刚石串珠绳切割其海面以上部分时,为确保单根串珠绳完成单一切口的切割作业,必须选择合理的冷却方案。本研究基于傅里叶导热定律建立金刚石磨粒切削温度场数值模型,该温度场的温度随切... 海上平台导管架桩基一般采用钢混灌浆结构,在利用金刚石串珠绳切割其海面以上部分时,为确保单根串珠绳完成单一切口的切割作业,必须选择合理的冷却方案。本研究基于傅里叶导热定律建立金刚石磨粒切削温度场数值模型,该温度场的温度随切削工艺参数的增大而升高,随介质参数的增大而降低;利用AdvantEdge有限元切削仿真技术建立金刚石磨粒切削钢混材料的动力学仿真模型,探究切削过程中不同冷却方式对切削区温升和磨粒磨损的影响;搭建金刚石串珠绳切削实验台,根据实际工况,选择了干切削、低温喷雾和高压水冷3种切削方式,对仿真结果进行实验验证。结果表明:低温喷雾冷却方案的冷却效果最优,与干切削相比,试验后单颗串珠磨粒的完整度可提高13百分点,磨粒脱落率可降低15百分点。因此,在导管架平台桩基切割工况下,选择低温喷雾冷却的方式,更有利于串珠绳切削效率和使用寿命的提升。 展开更多
关键词 金刚石串珠绳 磨粒 冷却方式 切削温度 磨粒失效
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深海水下采油树油管悬挂器结构设计研究 被引量:1
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作者 朱军龙 李育房 汝梦奇 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期175-184,共10页
水下采油树是深海油气开发的关键设备,油管悬挂器作为油气通道、电通道,支撑油管柱并密封油管和套管之间环形空间,是采油树的核心部件,其结构强度关系到油气的安全生产。以南海某油气田油管悬挂器为例,结合对国外油管悬挂器的分析,进行... 水下采油树是深海油气开发的关键设备,油管悬挂器作为油气通道、电通道,支撑油管柱并密封油管和套管之间环形空间,是采油树的核心部件,其结构强度关系到油气的安全生产。以南海某油气田油管悬挂器为例,结合对国外油管悬挂器的分析,进行了水下采油树油管悬挂器主体结构尺寸设计。采用有限元分析方法,建立了油管悬挂器的有限元模型,并对其在下放过程、安装就位过程、正常生产过程及锁紧解锁过程中进行了数值模拟分析。结果表明,在下放过程中,油管悬挂器的最大应力为310.43 MPa,最大变形为0.45009 mm;在安装就位过程中,最大应力为310.43 MPa,最大变形为0.40885 mm;在正常生产过程中,69 MPa、64℃时,油管悬挂器出油口的最大应力为311.13 MPa,最大变形为0.58148 mm;在69 MPa、121℃时,最大应力为586.93 MPa,最大变形为1.33470 mm。所设计油管悬挂器结构强度满足安全要求,变形较小,具有良好的结构安全性。该油管悬挂器已成功应用于中国首个自主研发的水下采油树系统,对推动中国水下油气生产系统的国产化具有重要意义。 展开更多
关键词 水下采油树 油管悬挂器 结构计算 锁紧 解锁
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新型柔性复合管道连接接头设计与失效分析
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作者 靳凯 张瑾 +2 位作者 汪云家 黄炜 任京文 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期104-110,共7页
随着深海油气田的进一步开发,对纤维增强热塑性管道的连接强度提出了更高的要求。文章设计了一种结合热熔对接技术和热熔缠绕技术的新型连接接头。基于引入纤维断裂应变的薄壁圆筒理论,建立了接头强度理论计算模型,初步计算获得接头的... 随着深海油气田的进一步开发,对纤维增强热塑性管道的连接强度提出了更高的要求。文章设计了一种结合热熔对接技术和热熔缠绕技术的新型连接接头。基于引入纤维断裂应变的薄壁圆筒理论,建立了接头强度理论计算模型,初步计算获得接头的层数和长度。采用ANSYS建立管道和接头的有限元分析模型,结合Hashin-Yeh失效准则、最大应变准则和Von-Mises屈服准则,对爆破工况和拉伸工况下接头的失效模式和应力应变分布规律进行模拟分析。模拟分析结果表明,在两种工况下新型接头的失效模式均为接头拔脱失效。爆破工况下接头失效由柔性管端面向接头端面扩展,接头纤维的危险失效模式为接头纤维拉伸失效。拉伸工况下失效由接头端面向柔性管端面扩展,接头纤维的危险失效模式为纤维压缩失效。理论模型计算所得柔性管接头的纤维强度有一定冗余。所得结论可为纤维增强柔性管接头的设计和分析提供理论指导。 展开更多
关键词 增强热塑性管道 粘接接头 爆破失效 失效模式
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海上调剖调驱橇装设备紧凑化设计与智能控制优化
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作者 庞振力 吴颖 +4 位作者 季鹏 杜卫刚 曹智 高新宇 邱守美 《石油机械》 北大核心 2025年第8期81-89,共9页
针对海上油田设备空间受限与注驱精度不足的难题,提出一种紧凑化调剖调驱橇装设备研制方案,通过三维拓扑优化与模块化集成,设备占地面积缩减至11 m2(相比常规设备减少78%的空间占用),质量降低至9.8 t(相比常规设备减少47%质量);针对该... 针对海上油田设备空间受限与注驱精度不足的难题,提出一种紧凑化调剖调驱橇装设备研制方案,通过三维拓扑优化与模块化集成,设备占地面积缩减至11 m2(相比常规设备减少78%的空间占用),质量降低至9.8 t(相比常规设备减少47%质量);针对该设备调剖调驱控制要求,创新设计了双模模糊PID控制器,抑制液压系统迟滞-蠕变效应。多工况仿真结果表明:50 m/s风载下橇体结构的最大等效应力为89.2 MPa,位移14.3 mm,满足设计和海上平台使用要求;模糊PID控制使响应时间缩短至3.2 s(提升68%),稳态误差≤0.5 MPa。现场试验结果表明,该橇装设备控制与运行可靠,验证了其工程实用性。研制与分析研究结果为海上油田的高效开发提供了技术装备支撑。 展开更多
关键词 海上平台 调剖调驱 橇装设备 紧凑设计 模糊PID控制 智能控制
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海洋弃井套管切割作业偏心工况分析 被引量:15
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作者 冯定 黄锴 +2 位作者 王鹏 张红 施雷 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期103-108,共6页
套管切割是海洋平台实施永久弃井时原井口装置切割回收的最关键环节,偏心工况切割套管时易形成不规则切口或导致套管未切断,造成刀片磨损严重、切割效率降低甚至导致井下事故。根据套管偏心切割受力模型,建立了切割面位置、割刀磨损长... 套管切割是海洋平台实施永久弃井时原井口装置切割回收的最关键环节,偏心工况切割套管时易形成不规则切口或导致套管未切断,造成刀片磨损严重、切割效率降低甚至导致井下事故。根据套管偏心切割受力模型,建立了切割面位置、割刀磨损长度及偏心切割扭矩的计算模型,并结合LH29-2-1井339.725mm套管切割实例进行了计算分析,结果表明:割刀磨损长度随偏心距增大而增大;偏心工况时割刀切入套管各个方向的深度不一致,将导致套管切割作业失败;偏心切割工况时3个割刀切割总扭矩波动较大,随着切割的进行,单个割刀切割扭矩变化逐渐趋近正弦曲线波形,切割总扭矩波动幅度逐渐减小并最终趋于直线。上述认识可为判断套管切割工况及切割结果提供指导。 展开更多
关键词 套管切割 偏心工况 偏心距 切割扭矩 弃井作业
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自升式平台齿轮齿条强度有限元分析 被引量:30
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作者 曹宇光 张卿 张士华 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期120-124,共5页
基于有限元软件ANSYS建立某自升式平台升降系统齿轮齿条的三维模型,并计算平台在预压状态下齿轮齿条的应力,分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算值进行对比。结果表明:齿轮齿条啮合... 基于有限元软件ANSYS建立某自升式平台升降系统齿轮齿条的三维模型,并计算平台在预压状态下齿轮齿条的应力,分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算值进行对比。结果表明:齿轮齿条啮合过程中接触面上应力呈带状分布,最大应力出现在带状区域的两端,带状区域的中部应力相对较小;齿面和齿根是齿轮齿条啮合接触过程中容易失效的部位,升降系统齿面接触应力与齿根弯曲应力偏高,在升降系统的设计中应采取措施降低相应应力或提高材料强度;基于有限元方法的计算结果与公式计算值误差较小,可以作为该齿轮齿条强度分析的依据。 展开更多
关键词 自升式平台 齿轮齿条 接触应力 弯曲应力 有限元分析
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叶片圆盘泵固液两相流动规律数值模拟 被引量:13
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作者 周昌静 陈国明 徐长航 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期147-151,158,共6页
为研究叶片圆盘泵内流动规律,将叶片圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵体内的转动。采用Eulerian多相流模型、RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,利用Fluent软件对叶片圆盘泵内固液两相湍流进行数值模拟。在... 为研究叶片圆盘泵内流动规律,将叶片圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵体内的转动。采用Eulerian多相流模型、RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,利用Fluent软件对叶片圆盘泵内固液两相湍流进行数值模拟。在水力性能试验验证的基础上,得到叶轮无叶区和叶片区内压力和速度变化规律,以及固相体积分数分布规律。结果表明:旋流是叶轮无叶区内主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,存在叶片区高能流体流向无叶区的轴向流动;固相颗粒大部分集中于无叶区,叶片区颗粒浓度最高是在叶轮出口叶片工作面靠近无叶区处。分析认为大部分固体颗粒直接从无叶区排出而不经过叶轮叶片区是叶片圆盘泵具有良好固相通流能力而又对叶轮磨损较小的原因。 展开更多
关键词 计算流体力学 叶片圆盘泵 无叶区 叶片区 固液两相湍流 流动规律 数值模拟
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深海水下采油树下放安装过程分析与研究 被引量:36
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作者 龚铭煊 刘再生 +2 位作者 段梦兰 王建国 张明辉 《石油机械》 北大核心 2013年第4期50-54,共5页
通过对深海水下采油树下放安装工艺流程进行分析,确定了不同安装阶段的载荷情况和边界条件,建立了水下采油树下放安装过程下放钻杆的力学分析模型,对模型进行了有限元计算,分析不同边界条件和载荷作用下下放钻杆的应力、横向位移和变形... 通过对深海水下采油树下放安装工艺流程进行分析,确定了不同安装阶段的载荷情况和边界条件,建立了水下采油树下放安装过程下放钻杆的力学分析模型,对模型进行了有限元计算,分析不同边界条件和载荷作用下下放钻杆的应力、横向位移和变形情况。分析结果表明,深海水下采油树下放安装过程中,下放钻杆在波浪、海流和平台偏移的共同作用下,会产生较大应力,最大应力值达到166.064 MPa;水下采油树还未安装到位与水下井口连接的工况条件下,下放钻杆与平台连接处附近承受的最大总应力为137.841 MPa,下放钻杆下端横向位移最大可达59.64 m;水下采油树安装到位并与井口连接的工况条件下,水深40 m附近总应力达到最大为166.064 MPa。 展开更多
关键词 深海 水下采油树 下放安装 有限元计算 偏移量
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