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机械比能理论及其在钻井工程中的应用 被引量:49
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作者 陈绪跃 樊洪海 +4 位作者 高德利 郭柏云 彭齐 刘劲歌 王鄂川 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第1期6-10,1,共5页
论述了机械比能理论的进展概况,对现有的机械比能模型进行了系统的分类与评价,分别指出了机械比能、钻进比能及水力机械比能不同模型的适应性及其各自的优缺点。从钻前预测机械钻速、随钻评价钻井效率、随钻诊断井底工况并优化钻井参数... 论述了机械比能理论的进展概况,对现有的机械比能模型进行了系统的分类与评价,分别指出了机械比能、钻进比能及水力机械比能不同模型的适应性及其各自的优缺点。从钻前预测机械钻速、随钻评价钻井效率、随钻诊断井底工况并优化钻井参数、随钻监测钻头磨损、钻后优选与评价钻头与提高机械钻速六个方面分析了机械比能理论在钻井工程中应用的发展状况。其应用效果良好,具有良好的推广价值与应用前景,但还有很多问题没有解决。结合现代钻井技术,对机械比能研究的未来发展趋势作了初步探讨。基础模型研究、钻头力学动态特性测试、应用范围的控潜及拓展将成为机械比能研究的主要发展方向。 展开更多
关键词 机械比能 钻进比能 水力机械比能 应用评价 钻头力学 随钻监测
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海底管道EPC工程现场风险半定量评估方法实践研究 被引量:5
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作者 安明泉 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期145-153,共6页
为了进一步提升海底管道工程建设中的HSE管理水平,采取有效的安全控制措施,以某污水排海管道为例,基于风险半定量评估的原理,风险辨识后采用风险矩阵法进行风险评估,并根据评估结果提出消减措施,指导HSE管理工具的使用。结果表明:风险... 为了进一步提升海底管道工程建设中的HSE管理水平,采取有效的安全控制措施,以某污水排海管道为例,基于风险半定量评估的原理,风险辨识后采用风险矩阵法进行风险评估,并根据评估结果提出消减措施,指导HSE管理工具的使用。结果表明:风险辨识和评估能有效规避作业过程和作业环境中的各种风险,辨识出的风险和消减控制措施大部分在实际施工中得到验证,但需要根据工程进度和变化不断更新风险评估结果,保持HSE管理的动态平衡。 展开更多
关键词 风险评估 风险矩阵 半定量评价 海底管道
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磨削区域内磨粒分布集成磨削力建模研究
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作者 付宇 张春芝 +2 位作者 刘海华 马晨祥 孟祥懿 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期194-199,共6页
在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨... 在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨削力的影响规律。根据磨粒分布理论将单磨粒在磨削加工区域有效集成,建立磨具法向磨削力的数学模型。磨削试验验证表明,磨削深度为1~5 mm时的平均误差约为9.9%,在磨削深度高于3 mm工况时的平均误差仅为1.9%,为焊缝磨削的稳定性控制提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 磨粒分布理论 有限元仿真 磨削力建模 焊缝磨削 磨削过程
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海上平台导管架扶正安装设计分析 被引量:7
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作者 包清华 冯珩 《船海工程》 2010年第5期222-225,共4页
探讨并介绍海上平台导管架扶正安装设计要点和分析方法,并以某导管架为例,根据所提出的扶正安装设计分析的要点和分析方法,采用时域分析法对其进行扶正安装分析。此导管架成功扶正安装的实例,证实此分析方法的可靠性。
关键词 导管架 扶正 稳性 底部间隙
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海流作用下的深水懒波型立管形态研究 被引量:15
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作者 王金龙 段梦兰 田凯 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第9期959-968,共10页
作为一种改良型的钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR),钢质懒波型立管(steel lazywave riser,SLWR)在深水油气开发中的应用越来越广泛.SLWR的立管形态在其设计中至关重要.在海流作用下,SLWR的立管形态会发生相当大的变化.利用非线... 作为一种改良型的钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR),钢质懒波型立管(steel lazywave riser,SLWR)在深水油气开发中的应用越来越广泛.SLWR的立管形态在其设计中至关重要.在海流作用下,SLWR的立管形态会发生相当大的变化.利用非线性大变形梁理论建立了海流作用下的SLWR立管模型,能更好地反应其真实的力学形态.通过数值方法得到了本模型的数值解,并详细分析了海流对立管形态的影响.本模型对SLWR的动态分析提供了重要的参考作用. 展开更多
关键词 懒波型立管(SLWR) 形态 非线性大变形梁理论 海流
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自升式平台穿刺过程结构响应研究 被引量:9
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作者 张爱霞 段梦兰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期24-30,共7页
为减少自升式平台穿刺造成的损失,需要对自升式平台穿刺过程中的结构响应进行研究。根据某典型平台图纸,使用有限元法建立细化模型。在穿刺过程中采用CONNECTOR单元及非线性弹簧模拟自升式平台围阱区的齿轮齿条接触及桩土作用。考虑到... 为减少自升式平台穿刺造成的损失,需要对自升式平台穿刺过程中的结构响应进行研究。根据某典型平台图纸,使用有限元法建立细化模型。在穿刺过程中采用CONNECTOR单元及非线性弹簧模拟自升式平台围阱区的齿轮齿条接触及桩土作用。考虑到模型中包含的高度非连续过程,穿刺过程采用显式动力学方法求解。通过分析模型穿刺后的结构形态,危险点分布,穿刺速度对结构的影响及预压载值的变化,探讨自升式平台穿刺过程中的结构响应特征。结果表明:平台导向板附近桩腿结构最容易在穿刺中损坏;穿刺速度对与桩靴相连的桩腿结构影响很大;为减少穿刺对结构的影响,可以考虑主动刺穿或减少气隙进行单桩预压载等措施。 展开更多
关键词 自升式平台 穿刺 有限元法 显式方法 结构响应
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基于CEL的船舶抛锚撞击对海底管道影响分析 被引量:23
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作者 王懿 胡知辉 +1 位作者 段梦兰 高攀 《石油机械》 2015年第5期58-62,共5页
沿海区域各类船舶抛锚作业对于海底管道的碰撞损伤风险不断提高。采用耦合欧拉-拉格朗日方法 (CEL)模拟了抛锚撞击海底管道过程。采用Mohr-Coulomb模型模拟海床的非线性特征,并利用罚函数法处理锚、海床与管道之间的相互作用。通过对不... 沿海区域各类船舶抛锚作业对于海底管道的碰撞损伤风险不断提高。采用耦合欧拉-拉格朗日方法 (CEL)模拟了抛锚撞击海底管道过程。采用Mohr-Coulomb模型模拟海床的非线性特征,并利用罚函数法处理锚、海床与管道之间的相互作用。通过对不同土壤特性、落锚速度、锚自身尺寸及重力和管道埋设深度的参数分析研究了其对管道撞击塑性变形的影响,分析结果表明,埋设管道上部土壤特性在吸收落锚撞击能量中起重要作用,而撞击塑性变形与锚的类型和撞击速度密切相关。研究成果对海底管道抗锚害设计具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 抛锚 撞击 耦合欧拉-拉格朗日方法 MOHR-COULOMB模型
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深水立管柔性接头疲劳特性研究 被引量:9
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作者 陈景皓 侯广成 +1 位作者 田凯 周灿丰 《石油机械》 2016年第6期67-70,共4页
为了分析不同温度条件下深水立管柔性接头的疲劳特性,在建立深水钢悬链线立管有限元模型的基础上,计算了柔性接头工作时承受的应力,将立管截面处的轴力和弯矩时间-历程曲线带入柔性接头有限元模型的参考点处,通过预定义不同的温度场得... 为了分析不同温度条件下深水立管柔性接头的疲劳特性,在建立深水钢悬链线立管有限元模型的基础上,计算了柔性接头工作时承受的应力,将立管截面处的轴力和弯矩时间-历程曲线带入柔性接头有限元模型的参考点处,通过预定义不同的温度场得到柔性接头橡胶元件的应变规律;同时将橡胶元件的应变带入等效应变法建立的疲劳损伤模型中,得到柔性接头橡胶元件的疲劳寿命。分析结果表明,柔性接头橡胶元件的最大应变发生在最上层橡胶的一端,在设计时应增强第1层橡胶的强度以延长柔性接头的使用寿命;当温度场在80℃时橡胶元件疲劳寿命最短,在设计和使用柔性接头时应避免橡胶元件处在这一温度场范围内。所得结论对柔性接头的设计和使用具有指导意义。 展开更多
关键词 深水立管 柔性接头 疲劳寿命 橡胶 温度场 应变
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基于管内主动激励的管道悬空检测模拟分析 被引量:6
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作者 张行 杜书强 +3 位作者 张仕民 廖宁生 唐彪 卢娜 《石油机械》 2017年第8期105-110,共6页
天然气管线悬空段的出现会对管线安全造成极大威胁。为了检测管线是否出现悬空段,基于ADAMS动力学分析软件,采用模态分析的方法,分析了基于管内主动激励下天然气管道悬空段与敷设段的动力响应特性,研究了激励参数及环境参数的变化对管道... 天然气管线悬空段的出现会对管线安全造成极大威胁。为了检测管线是否出现悬空段,基于ADAMS动力学分析软件,采用模态分析的方法,分析了基于管内主动激励下天然气管道悬空段与敷设段的动力响应特性,研究了激励参数及环境参数的变化对管道1阶共振频率的影响规律。研究结果表明:悬空段长度对管道的1阶共振频率有较大影响,悬空段长度越长,共振频率越低;随着悬空段长度的增加,共振频率逐渐减小,出现共振频率的平移现象,可通过振动频响函数图中的第1阶共振频率的改变来判断管道的悬空状况。所得结论有助于推动管道悬空内检测技术的发展。 展开更多
关键词 天然气管道 悬空检测 ADAMS 主动激励 模态分析 仿真模拟
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天然气压缩机耦合故障的波动熵诊断模型 被引量:3
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作者 崔厚玺 张来斌 +1 位作者 段礼祥 兰新阳 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期190-193,共4页
针对天然气压缩机耦合故障的定性及定量特征难以提取的问题,提出基于信息熵的故障诊断方法,提取机组振动信号构造能量谱向量,进而提取信号的波动熵特征作为识别参数建立耦合故障的波动熵诊断模型,并根据波动熵对耦合故障进行分类。研究... 针对天然气压缩机耦合故障的定性及定量特征难以提取的问题,提出基于信息熵的故障诊断方法,提取机组振动信号构造能量谱向量,进而提取信号的波动熵特征作为识别参数建立耦合故障的波动熵诊断模型,并根据波动熵对耦合故障进行分类。研究结果表明:波动熵模型可准确诊断出压缩机的耦合故障;该模型无需提取信号局部细节特征,可解决故障特征提取及故障建模的复杂性难题,提高诊断的容错性和灵活性。 展开更多
关键词 天然气压缩机 耦合故障 波动熵 故障诊断
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液氮冷冲击作用对煤岩微纳米尺度孔隙结构及力学性质的影响 被引量:11
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作者 杨睿月 丛日超 +3 位作者 刘晗 黄中伟 温海涛 洪纯阳 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期82-92,共11页
液氮压裂是提高煤层气储层改造效率的潜在可行性技术之一,而目前对于液氮冷冲击作用下煤岩孔喉连通性及微观渗流特征可视化的研究则较少,致使该作用对煤岩微纳米尺度渗流特征与力学性质的影响机制认识尚不明确。为了给液氮压裂提高煤层... 液氮压裂是提高煤层气储层改造效率的潜在可行性技术之一,而目前对于液氮冷冲击作用下煤岩孔喉连通性及微观渗流特征可视化的研究则较少,致使该作用对煤岩微纳米尺度渗流特征与力学性质的影响机制认识尚不明确。为了给液氮压裂提高煤层气储层改造效率技术提供理论依据,基于CT扫描和原子力显微镜研究了液氮冷浸前、后煤岩微纳米尺度孔隙结构及力学性质的变化,揭示了液氮冷冲击作用对煤岩渗流能力的影响机制。研究结果表明:①液氮冷浸后,煤岩孔隙数量和孔隙尺度均增大,本次实验条件下孔隙度增大2倍,微裂缝占主导,微裂缝体积占比由液氮冷浸前的7.7%增至90.0%;②基于CT三维孔隙结构重构模型,液氮冷浸后,煤岩喉道数量、总长度、总体积均显著增加,较之于液氮冷浸前,分别增加了1.7倍、1.4倍、1.3倍,煤岩孔隙连通性得以明显改善;③液氮冷浸后,煤岩的绝对渗透率显著提高,在实验条件下为液氮冷浸前的77倍,热应力形成的微裂缝成为液氮冷浸后煤岩的主要渗流通道;④液氮冷浸后,煤岩基质区域和矿物区域均有孔洞及裂缝形成,煤岩表面粗糙度增加,与此同时煤岩基质区域和矿物区域的弹性模量均有所下降,弹性模量平均值分别降低81%、91%。结论认为,液氮冷冲击作用使得煤岩微观缺陷增多、力学性质劣化;液氮压裂有望成为一种高效、绿色的新型煤层气储层改造技术。 展开更多
关键词 液氮压裂 煤层气 储集层改造效率 CT扫描 数字岩心 原子力显微镜 孔喉连通性 微纳米尺度 力学性质
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超大管径海底管道长距离岸拖及复杂海况下水平口对接施工技术 被引量:8
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作者 胡知辉 佟光军 +2 位作者 唐彪 蓝天 赵天奉 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期155-160,共6页
浙江舟山大陆引水三期工程项目面临超大外径(1.228m)海底管道长距离(1.2km)岸拖以及复杂海况下(水深12.2m,流速1.5~2.0m/s)水平口对接和充水沉管等挑战。提出采用ABAQUS软件模拟岸拖过程中的管道力学状态,基于SACS软件进行限位桩设计... 浙江舟山大陆引水三期工程项目面临超大外径(1.228m)海底管道长距离(1.2km)岸拖以及复杂海况下(水深12.2m,流速1.5~2.0m/s)水平口对接和充水沉管等挑战。提出采用ABAQUS软件模拟岸拖过程中的管道力学状态,基于SACS软件进行限位桩设计,采用OFFPIPE软件进行水平口对接计算,采用AutoPIPE软件进行对接管道充水沉管分析等模拟计算方法,并创新采用了一种无安装残余应力的水平口对接方法,成功实现了该项目现场施工顺利完成,取得了良好的技术成果和经济效益。本文研究成果和施工经验可为后续超大管径海底管道长距离岸拖及水平口对接的设计、施工提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 超大管径海底管道 长距离岸拖 复杂海况 水平口对接 充水沉管 模拟计算 现场施工
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适用压裂液性能评价的储层原位润湿性表征新方法 被引量:7
13
作者 孙晨皓 黄莎 +1 位作者 董赛亮 邹嘉玲 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第2期251-258,共8页
非常规油气储层具有孔隙结构复杂、非均质性强以及渗透率低等特点,压裂液在裂隙中的渗流侵入机制由毛细管压力与储层润湿性主导。因此,精确的原位润湿性表征对评价压裂液性能、构建完善的焖井渗吸驱油工艺以及优化压裂液配方等方面具有... 非常规油气储层具有孔隙结构复杂、非均质性强以及渗透率低等特点,压裂液在裂隙中的渗流侵入机制由毛细管压力与储层润湿性主导。因此,精确的原位润湿性表征对评价压裂液性能、构建完善的焖井渗吸驱油工艺以及优化压裂液配方等方面具有重要意义与工程应用价值。基于拓扑几何学Gauss-Bonnet定理和三维微观CT成像试验,建立了储层原位润湿性评价新方法。利用数字岩心重构模型和格子玻尔兹曼方法,模拟了压裂液在真实地层内的渗吸驱油过程,研究了储集岩不同的润湿分布对压裂液性能的影响机制。研究结果表明,基于拓扑几何学的润湿性表征方法的精度高达95%以上,同时可实现表征储集岩不同润湿特征的目的。同时,均匀强水湿状态下致密油的采出程度比混合中性润湿状态高33.8%,其渗吸驱油的效果更佳。储层的原始润湿状态通常具有混合润湿的特征,因此需要优化压裂液配方使储层岩石达到润湿改性和增加致密油采出程度的目的。 展开更多
关键词 润湿性 驱油 接触角 压裂液 渗吸
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海上高密度聚乙烯输水管道关键技术分析 被引量:2
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作者 胡知辉 杨涵婷 唐彪 《石油机械》 2016年第4期62-65,共4页
目前高密度聚乙烯(HDPE)输水管道设计和施工尚无统一的规范标准。为此,对HDPE输水管道的配重块、热熔焊接、内熔珠环切除和海上施工等关键技术进行分析,同时针对HDPE管材的粘弹性力学特性,采用ABAQUS有限元软件对HDPE输水管道的安装... 目前高密度聚乙烯(HDPE)输水管道设计和施工尚无统一的规范标准。为此,对HDPE输水管道的配重块、热熔焊接、内熔珠环切除和海上施工等关键技术进行分析,同时针对HDPE管材的粘弹性力学特性,采用ABAQUS有限元软件对HDPE输水管道的安装过程进行模拟计算。分析结果表明,配重块可保证管道安装及在位稳定性,一般按45%~80%的空管率确定单位长度管道上的配重块质量,配重块间距为1~2 m可以限制管道变形;热熔焊接一般参照丹麦DS/INF 70标准,热熔焊接过程中产生的熔珠环会阻碍清管器通过,增加输水阻力,使管道内滋生微生物,因此应切除内熔珠环;国内主要采用专用铺管船安装HDPE输水管道,宜采用增加托管架长度,减小张紧器张力的方法进行铺设,以保证HDPE管道的施工质量和安全。研究结果可为相关海上HDPE输水管道工程设计提供参考。 展开更多
关键词 HDPE输水管道 配重块 热熔焊接 内熔珠环切除 专用铺管船
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