基于ADAMS的机械式内割刀切割失效影响研究 被引量：4

1

作者 金高 刘旭辉 +3 位作者 吴晗 程亮 何良 张廷 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期99-103,共5页

割刀常因振动而折断刀片,造成切割设备失效,影响施工安全。为降低ND-J114型号机械式内割刀的事故率提高割刀使用寿命,采用多体动力学的方法,利用ADAMS软件对其切削套管的过程进行动态模拟,在不同钻压和转速情况下,对割刀切削力和角加速... 割刀常因振动而折断刀片,造成切割设备失效,影响施工安全。为降低ND-J114型号机械式内割刀的事故率提高割刀使用寿命,采用多体动力学的方法,利用ADAMS软件对其切削套管的过程进行动态模拟,在不同钻压和转速情况下,对割刀切削力和角加速度的变化规律进行分析,从割刀振动的角度出发,通过降低割刀的振动来降低刀片折断的风险。分析结果表明:割刀在切削套管的过程中最优钻压为4 800 N,割刀运转平稳;切削力的大小跟钻压近似于成正比关系;割刀最优转速为29 r/min,割刀运转平稳;切割转速在10~30 r/min时,切割效果较好,切割设备越不易折断;转速对切削力大小的影响较小。 展开更多

关键词 ADAMS 机械式内割刀 多体动力学 钻压 转速

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带压作业闸板防喷器胶芯失效机理研究 被引量：7

2

作者 马卫国 陈婷 +4 位作者 王炜 吴霁薇 刘少胡 梅雪松 卢雷 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期148-152,共5页

针对带压作业过程中闸板防喷器胶芯易失效的问题,以现场使用的带压作业闸板防喷器胶芯为研究对象,通过实验确定了橡胶基体的本构关系,利用ABAQUS软件对比研究了4种不同井筒压力对胶芯的疲劳失效与密封失效的影响。结果表明:分析结果与... 针对带压作业过程中闸板防喷器胶芯易失效的问题,以现场使用的带压作业闸板防喷器胶芯为研究对象,通过实验确定了橡胶基体的本构关系,利用ABAQUS软件对比研究了4种不同井筒压力对胶芯的疲劳失效与密封失效的影响。结果表明:分析结果与现场应用胶芯的失效位置相符,验证了分析的正确性;胶芯的疲劳失效位置集中在橡胶基体与闸板上下部的4个尖角接触区域,上部区域失效严重;井筒压力的大小影响橡胶基体密封面上的接触应力分布,但对耐磨块密封面上接触应力分布影响不显著。建议在橡胶基体与闸板上下部的4个尖角区域补强以增加胶芯寿命。 展开更多

关键词 带压作业 闸板防喷器 胶芯 疲劳 失效

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大模数重载齿轮齿条接触强度分析 被引量：13

3

作者 冯定 亢博文 +2 位作者 施雷 彭太峰 向正新 《石油机械》 北大核心 2018年第8期14-19,共6页

齿轮齿条啮合系统是齿轮齿条钻机的关键设备,其齿轮齿条的强度关系到整个钻机平台的作业安全。为了校核齿轮齿条强度,根据钻机实际工况,建立大模数重载齿轮齿条啮合模型,采用有限元软件分析齿轮齿条的啮合受力情况,并进行数值模拟,研究... 齿轮齿条啮合系统是齿轮齿条钻机的关键设备,其齿轮齿条的强度关系到整个钻机平台的作业安全。为了校核齿轮齿条强度,根据钻机实际工况,建立大模数重载齿轮齿条啮合模型,采用有限元软件分析齿轮齿条的啮合受力情况,并进行数值模拟,研究其接触应力和应变情况。根据齿轮强度校核理论对齿轮齿条进行理论计算。有限元仿真与理论分析结果表明:有限元分析模型的简化、加载的位置和大小、接触方式、约束方式以及运算简化处理等会产生一定的误差。在误差允许范围内,有限元分析结果更接近实际工况,可作为大模数重载齿轮齿条啮合的强度计算依据。研究结果对钻机齿轮齿条机构设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 齿轮齿条 重载 大模数 接触强度 有限元分析

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弯曲齿条啮合传动的重合度 被引量：1

4

作者 冯定 王刻强 +1 位作者 施雷 彭太锋 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第30期146-151,共6页

齿轮齿条在工程应用中具有广泛的应用,通常使用重合度作为衡量齿轮齿条承载能力和传动平稳性的指标。但由于制造工艺或载荷等原因,齿条可能会发生弯曲变形,弯曲后齿轮齿条的重合度难以计算。基于齿条不同方向弯曲模型,分别得出齿条在沿... 齿轮齿条在工程应用中具有广泛的应用,通常使用重合度作为衡量齿轮齿条承载能力和传动平稳性的指标。但由于制造工艺或载荷等原因,齿条可能会发生弯曲变形,弯曲后齿轮齿条的重合度难以计算。基于齿条不同方向弯曲模型,分别得出齿条在沿齿向弯曲、沿齿背方向弯曲和沿齿侧方向弯曲的重合度计算公式,并进一步推导出复合弯曲条件下的齿条重合度计算公式。针对一种型号的齿轮齿条钻机进行实例分析,研究齿条在各方向上弯曲不同角度后的齿轮齿条重合度曲线,结果表明:齿条不同方向的弯曲角度对齿轮齿条啮合的影响程度各不相同,可得齿背方向弯曲对啮合的影响最为显著。 展开更多

关键词 齿轮齿条 传动 弯曲变形 重合度

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页岩气压裂管汇弯头的冲蚀磨损影响分析 被引量：22

5

作者 周兰 张红 +2 位作者 陈文康 冯定 张羽 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期53-58,共6页

为减小管汇弯头所受的冲蚀磨损率,在考虑固液两相流模型、流体控制方程及冲蚀磨损计算模型基础上,建立高压弯头冲蚀磨损数值模型,以现场工况为依据,对压裂液的流动速度、压裂液黏度、质量流量以及颗粒直径进行控制调整,研究高压弯头的... 为减小管汇弯头所受的冲蚀磨损率,在考虑固液两相流模型、流体控制方程及冲蚀磨损计算模型基础上,建立高压弯头冲蚀磨损数值模型,以现场工况为依据,对压裂液的流动速度、压裂液黏度、质量流量以及颗粒直径进行控制调整,研究高压弯头的冲蚀因素,得出各因素对弯头冲蚀磨损机理,总结各因素对弯头冲蚀磨损规律。结果表明:为减小冲蚀磨损率,提高高压弯头使用寿命,应减小施工压裂液的质量流量、选用直径较小的颗粒、压裂液黏度应为0.014 Pa·s左右;针对高压弯头提出弯径比为2~3、适当增加弯头的壁厚等改进措施。 展开更多

关键词 高压管汇 弯头 冲蚀 磨损

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齿条齿侧变形对齿条传动的影响 被引量：2

6

作者 王刻强 冯定 +3 位作者 施雷 何良 亢博文 徐军 《石油机械》 北大核心 2019年第6期55-60,共6页

制造工艺或载荷等会导致齿条发生弯曲变形,影响齿轮齿条的正常传动。为此,对齿条齿侧弯曲进行几何分析,建立了齿条齿侧弯曲有限元模型,提出了一种传动重合度与齿廓干涉相结合为判断依据的弯曲检验方法。通过有限元方法与几何方法验证了... 制造工艺或载荷等会导致齿条发生弯曲变形,影响齿轮齿条的正常传动。为此,对齿条齿侧弯曲进行几何分析,建立了齿条齿侧弯曲有限元模型,提出了一种传动重合度与齿廓干涉相结合为判断依据的弯曲检验方法。通过有限元方法与几何方法验证了弯曲齿条对齿轮齿条传动的影响。研究结果表明:当齿条沿齿侧方向弯曲时,在齿轮齿根处会发生应力集中现象,应尽量减小齿侧方向的载荷;当齿条齿侧受弯矩而弯曲时,即使齿条变形微小,也会对齿轮造成极大损伤;齿条沿齿侧方向弯曲后,齿条弯曲方向齿侧齿间距减小,重合度随之降低,应使重合度满足许用值要求;对于与弯曲方向相反的齿侧,应避免齿间距增加产生齿廓干涉;齿宽越小,齿条弯曲角度越小,齿条越长,变形量越大。建议加大长齿条齿宽,并采取分节安装等措施避免齿条弯曲长度过大。研究结果可为弯曲情况下齿条的传动研究提供理论参考。 展开更多

关键词 齿轮齿条 齿侧弯曲 重合度 齿廓干涉 有限元分析

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页岩气压裂三通管汇冲蚀磨损分析 被引量：6

7

作者 周方 钱玉宝 +1 位作者 任伊朗 余米森 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第6期2396-2402,共7页

为了探索在页岩气水力压裂作业中,压裂液对四种夹角三通管汇的冲蚀与磨损规律,基于固液两相流模型、颗粒轨迹模型和冲蚀速率模型,在Fluent中对30°、45°、60°和90°4种角度的三通管汇构建了冲蚀磨损模型。并根据不同... 为了探索在页岩气水力压裂作业中,压裂液对四种夹角三通管汇的冲蚀与磨损规律,基于固液两相流模型、颗粒轨迹模型和冲蚀速率模型,在Fluent中对30°、45°、60°和90°4种角度的三通管汇构建了冲蚀磨损模型。并根据不同的流体速度、颗粒质量流量、直径和压裂液黏度进行数值模拟仿真,总结三通管汇在各因素综合下的冲蚀磨损规律。结果表明:管汇的最大冲蚀率随流速的增大呈幂函数增长;管汇冲蚀率与质量流量的增大近似呈线性增长;在颗粒直径大于临界值时,管汇冲蚀率显著变大;管汇冲蚀率随着压裂液黏度的增加而缓慢减小,并随着其继续增大而趋于平缓。因此为减小管汇冲蚀磨损量,可以适当减小质量流量,选用0.001 5 Pa·s黏度左右的压裂液、450μm左右颗粒直径的支撑剂和30°夹角的三通管汇。结果可为三通管汇的选型、断裂以及失效提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 三通管汇 数值模拟 冲蚀 磨损

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大型压裂装备应用问题解析及发展方向 被引量：34

8

作者 吴汉川 《石油机械》 2017年第12期53-57,共5页

国内大型压裂装备在页岩气开发过程中普遍存在功率利用率低以及设备使用不合理的情况。通过对现场装备施工数据的采集和分析,解析了提升压裂装备功率利用率和传动箱挡位应用方法;为了降低施工作业费用、保障施工作业安全,提出了在大型... 国内大型压裂装备在页岩气开发过程中普遍存在功率利用率低以及设备使用不合理的情况。通过对现场装备施工数据的采集和分析,解析了提升压裂装备功率利用率和传动箱挡位应用方法;为了降低施工作业费用、保障施工作业安全,提出了在大型压裂施工中压裂车的配置数量计算方法和压裂车经济运行模式的建议。结合国家新的道路和环保要求以及工程施工模式的改变,从减少装备功能冗余以及优化装备配置达到降低设备成本的目的;结合我国电力资源的优势,提出了电动压裂装备推广应用的研发思路。在大型压裂工程中,合理地应用和配置压裂装备对于降低施工成本具有指导意义。 展开更多

关键词 页岩气 大型压裂车 工程应用 发展方向

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SPR-6钻柱自动排放装置的研制 被引量：8

9

作者 高迅 徐军 +1 位作者 彭太锋 李勇 《石油机械》 2016年第6期33-36,共4页

传统石油钻机在排放和输送钻柱作业过程中需要井架工在二层台从事高空作业,危险系数高,劳动强度大,作业效率低。鉴于此,研制了SPR-6钻柱自动排放装置。该装置主要由上部机械手、下部机械手和电液控制系统等部分组成,通过集中控制,实现... 传统石油钻机在排放和输送钻柱作业过程中需要井架工在二层台从事高空作业,危险系数高,劳动强度大,作业效率低。鉴于此,研制了SPR-6钻柱自动排放装置。该装置主要由上部机械手、下部机械手和电液控制系统等部分组成,通过集中控制,实现上部机械手和下部机械手的同步联动,达到抓取、移动和排放钻柱的目的。试验结果表明,SPR-6钻柱自动排放装置结构设计合理,定位精度高,操作灵活,运行平稳可靠,减轻了工人的劳动强度,提高了钻井作业安全性。该装置实现了钻柱排放作业自动化和无人化操作。 展开更多

关键词 上部机械手 下部机械手 电液控制 自动排放

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基于CFD技术的高压管汇系统布局优化设计 被引量：2

10

作者 潘灵永 王峻乔 +2 位作者 周斌 吴汉川 彭平生 《石油机械》 2016年第7期94-99,共6页

为了减少由流通性能和流量分配等问题产生的高压管汇窜动、振动和开裂等问题,基于计算流体动力学技术,在考虑管道边界层效应的情况下,以时均N-S方程为基本控制方程,采用可实现κ-ε双方程湍流模型,对不同排出口位置、联通管汇位置和排... 为了减少由流通性能和流量分配等问题产生的高压管汇窜动、振动和开裂等问题,基于计算流体动力学技术,在考虑管道边界层效应的情况下,以时均N-S方程为基本控制方程,采用可实现κ-ε双方程湍流模型,对不同排出口位置、联通管汇位置和排出口三通结构的井工厂高压管汇系统进行了三维全流场数值仿真研究。仿真结果表明,随着高压管汇的入口增加,主管内部平均流速向排出口方向逐渐增加,且在每个入口处均有速度峰值;主管汇流量从排出口有效面积较小的管汇向排出口有效面积较大的管汇串流,串流方向与主管汇流量大小无关;y形三通的排出口流量比约为1.5∶1.0,不能起到流量均分作用,且容易引起锐角冲蚀,从安全性考虑,应优先考虑T形三通。研究结果可为高压管汇系统的安全使用提供参考。 展开更多

关键词 计算流体动力学 高压管汇 三通 流量分配 布局优化

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转盘钻机液压顶驱主液压动力系统性能研究

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作者 高海平 张超平 +2 位作者 李宝仁 杨德强 黎爱军 《机床与液压》 北大核心 2017年第14期110-113,共4页

顶驱已经成为国际钻井作业的必配装备。以为现有转盘钻机研发顶驱为目标,针对转盘钻机液压顶驱主液压系统,展开性能仿真研究。基于液压系统分析软件,建立顶驱主液压系统的模型,完成液压系统的性能仿真分析。研究结果表明:新型液压顶驱... 顶驱已经成为国际钻井作业的必配装备。以为现有转盘钻机研发顶驱为目标,针对转盘钻机液压顶驱主液压系统,展开性能仿真研究。基于液压系统分析软件,建立顶驱主液压系统的模型,完成液压系统的性能仿真分析。研究结果表明:新型液压顶驱的负载能力、转速以及响应速度均能满足钻井作业实际需求。研究成果为现有转盘钻机的改造提供了重要的理论支撑,对完成钻机改造具有工程实际应用价值。 展开更多

关键词 转盘钻机 液压顶驱 仿真模型 性能分析

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