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油气装备数字孪生技术体系构建与应用示范 被引量:2
1
作者 冯定 梁金力 +3 位作者 王健刚 张红 施雷 苗恩铭 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油... 油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油气装备各系统间的关系,结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法,构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象,建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体,通过应用示范,验证了理论研究的可靠性。研究结果为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测提供了基于数字孪生技术的应用理论依据。 展开更多
关键词 油气装备 数字孪生 机理模型 齿轮齿条钻机
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水平井涡轮振荡冲砂工具设计与仿真 被引量:2
2
作者 冯定 纪海涛 +3 位作者 张一铎 孙巧雷 周斩 黄成彬 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期363-368,共6页
目前水平井常用于高渗透疏松砂岩油气藏的开发,在开发过程中经常面临出砂问题,即当油层出砂之后,砂粒会紧跟原油流进井筒中,随后逐渐沉积在水平段的较低位置处而产生砂床。砂床的存在会影响石油的开采,堵塞出油通道,增加流动阻力,甚至... 目前水平井常用于高渗透疏松砂岩油气藏的开发,在开发过程中经常面临出砂问题,即当油层出砂之后,砂粒会紧跟原油流进井筒中,随后逐渐沉积在水平段的较低位置处而产生砂床。砂床的存在会影响石油的开采,堵塞出油通道,增加流动阻力,甚至会损坏井下设备,造成井下砂卡事故。针对我国目前常规水平井冲砂效率低、效果差且易发生堵塞等问题,文中设计了一种水平井涡轮振荡冲砂工具,确定了冲砂工具的总体方案,对振荡与冲砂参数进行了计算,并对冲洗头进行了冲砂效果仿真。研究表明,该工具通过振荡、旋转方式破砂,使得砂粒不易在井筒沉积形成砂床,在不影响冲砂效率的前提下冲砂工具不易卡涩,且该冲洗头喷嘴的布置方式可使冲洗效果更为显著。 展开更多
关键词 水平井 涡轮振荡 冲砂工具 流体仿真
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涡轮钻具定转子三维叶型的设计方法研究 被引量:1
3
作者 冯定 邵雪 +1 位作者 王鹏 施雷 《石油机械》 北大核心 2024年第6期45-50,共6页
为了研究涡轮三维叶型的水力性能,基于等环量法提出了一种涡轮三维叶型的理论造型方法,并推导出了该涡轮三维叶型的特性参数计算方法。利用ANSYS Fluent对同尺寸下的涡轮三维叶型和二维叶型进行了数值模拟分析其水力特性。研究结果表明... 为了研究涡轮三维叶型的水力性能,基于等环量法提出了一种涡轮三维叶型的理论造型方法,并推导出了该涡轮三维叶型的特性参数计算方法。利用ANSYS Fluent对同尺寸下的涡轮三维叶型和二维叶型进行了数值模拟分析其水力特性。研究结果表明:与二维叶型相比,涡轮三维叶型的压降减小约50%,水力效率提高约5%。对比了三维叶型涡轮扭矩的理论计算结果与仿真结果,发现它们的误差在10%左右,在实际工程允许范围内。研究结果可为涡轮三维叶型的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 涡轮钻具定转子 三维叶型 水力性能 设计方法 压降
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冲砂洗井技术研究现状及发展趋势 被引量:5
4
作者 冯定 王高磊 +3 位作者 巨亚锋 罗有刚 孙巧雷 侯学文 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-8,共8页
冲砂洗井过程中,冲砂液携带地层砂上返时,受重力影响容易二次沉积,造成砂卡、砂堵。特别是深井、超深井冲砂洗井,由于井眼轨迹复杂,携砂液摩阻增大,导致施工压力升高甚至超出冲砂洗井设备的承载能力。上述情况下,常规冲砂洗井技术难以... 冲砂洗井过程中,冲砂液携带地层砂上返时,受重力影响容易二次沉积,造成砂卡、砂堵。特别是深井、超深井冲砂洗井,由于井眼轨迹复杂,携砂液摩阻增大,导致施工压力升高甚至超出冲砂洗井设备的承载能力。上述情况下,常规冲砂洗井技术难以顺利实施,作业风险高,而低压漏失井由于地层压力低、易漏失,冲砂洗井作业时冲砂液漏失严重,携砂能力下降,冲砂洗井效率降低,甚至无法将砂冲出。但随着国内外冲砂洗井技术不断进步和发展,上述冲砂洗井作业难题逐步得到解决。为推动我国冲砂洗井技术的进步,从冲砂洗井工具的结构、工作原理、技术特点以及发展趋势等方面对国内外冲砂洗井技术的研究现状进行了综述,并结合我国冲砂洗井的特点,指出了国内冲砂洗井技术的发展趋势,以期促进我国冲砂洗井技术的发展。 展开更多
关键词 冲砂 洗井 研究现状 发展趋势
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水平井钻磨管柱油管组合方式研究及下入安全性分析 被引量:8
5
作者 陈文康 冯定 +1 位作者 杜宇成 孙巧雷 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期43-49,共7页
基于钻磨管柱下入过程易造成遇卡事故,油田采用了2种线重油管的组合方式进行钻磨作业,提高了管柱的下入能力,但未能得到2种线重油管组合方式优选的可靠依据。为得到2种线重油管的最优组合方式,采用微元法对管柱单元在各井段的受力进行分... 基于钻磨管柱下入过程易造成遇卡事故,油田采用了2种线重油管的组合方式进行钻磨作业,提高了管柱的下入能力,但未能得到2种线重油管组合方式优选的可靠依据。为得到2种线重油管的最优组合方式,采用微元法对管柱单元在各井段的受力进行分析,建立钻磨管柱的下入载荷计算模型;采用编程对油田水平井进行实例计算,计算结果与实测结果对比显示模型平均误差在8. 12%左右,验证了模型的正确性;基于下入载荷计算模型,进行了钻磨管柱组合特性研究及参数敏感性分析。结果表明:采用2种线重油管的组合方式能增大钻磨管柱下入能力,当大线重油管所占整个钻磨管柱的长度为井斜角70. 8°左右的井深时,组合比例最优,不同的摩擦系数μ决定不同最优组合比例。 展开更多
关键词 水平井 钻磨 组合方式 安全分析 管柱
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高造斜井眼轨迹控制工具主轴模态分析与实验研究 被引量:3
6
作者 吕加华 夏成宇 +3 位作者 向正新 冯定 钱利勤 涂忆柳 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第35期184-187,共4页
高造斜井眼轨迹控制工具是一种新型无极、可调的旋转导向钻井工具,代表着当今高精度定向钻进技术的方向,是导向钻井技术一次质的飞跃。其主轴受到径向载荷、冲击载荷等的作用,无可避免会发生振动,因振动可能会形成结构的共振,从而对工... 高造斜井眼轨迹控制工具是一种新型无极、可调的旋转导向钻井工具,代表着当今高精度定向钻进技术的方向,是导向钻井技术一次质的飞跃。其主轴受到径向载荷、冲击载荷等的作用,无可避免会发生振动,因振动可能会形成结构的共振,从而对工具造成损坏。本文基于哈密顿原理建立主轴的模态有限元模型,完成主轴自振频率的求解,利用u Tek Ma模态分析软件完成主轴的模态分析测试,实验所测结果与数值计算结果相当,验证了模型以及计算的正确性,为主轴的动力学分析提供基础。 展开更多
关键词 高造斜 井眼轨迹控制 模态分析 实验研究
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导向工具组合轴承超静定问题数值解法及其验证
7
作者 郭鹏高 施雷 +2 位作者 胡沛源 周斩 冯定 《轴承》 北大核心 2025年第11期66-75,共10页
组合轴承是导向工具的重要部件,其内部结构复杂,接触点分布在滚子的各个位置,且各接触点受力可能不同,导致静力学平衡方程为超静定问题,因此,基于动力学和赫兹弹性接触理论,结合Palmgren经验公式,提出了一种超静定问题的数值解法。对偏... 组合轴承是导向工具的重要部件,其内部结构复杂,接触点分布在滚子的各个位置,且各接触点受力可能不同,导致静力学平衡方程为超静定问题,因此,基于动力学和赫兹弹性接触理论,结合Palmgren经验公式,提出了一种超静定问题的数值解法。对偏心环内外环偏心距分别为1,2,3,4,5,6 mm下的组合轴承进行了仿真和试验,结果表明:3种方法下组合轴承的径向位移均随着偏心距的增大而增大,且误差较小,证明了数值解法的正确性。 展开更多
关键词 滚动轴承 调心滚子轴承 推力调心滚子轴承 超静定 应力 位移
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旋转导向工具研究现状及发展趋势 被引量:43
8
作者 冯定 王鹏 +4 位作者 张红 施雷 洪腾蛟 苗恩铭 涂忆柳 《石油机械》 北大核心 2021年第7期8-15,共8页
虽然我国在旋转导向工具技术的研发方面取得了很多突破,但最尖端的技术仍然被国际大型跨国油服公司所垄断。为缩小与国外技术的差距并取长补短,详细论述了几种国外最新的旋转导向工具,并对这些旋转导向工具典型的导向机构、工作原理和... 虽然我国在旋转导向工具技术的研发方面取得了很多突破,但最尖端的技术仍然被国际大型跨国油服公司所垄断。为缩小与国外技术的差距并取长补短,详细论述了几种国外最新的旋转导向工具,并对这些旋转导向工具典型的导向机构、工作原理和测控系统进行了较详细的介绍;同时,对我国在井眼轨迹控制技术方面取得的进展进行了总结,重点在导向结构、实现功能和应用推广方面做了分析;在总结国外旋转导向工具技术并结合机械工程的新材料新技术发展基础上,提出井眼轨迹控制工具将向复合式工具技术的方向发展,其中工具的心轴、轴承的材料和结构以及工具的智能化研究将是未来的发展方向,而恶劣环境下的井下钻井机器人将是研究的最终目标。 展开更多
关键词 旋转导向 井眼轨迹控制 研究现状 发展趋势
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深水钻井隔水管与地层管柱耦合力学分析 被引量:6
9
作者 华勇 钱利勤 +4 位作者 吴欣袁 夏成宇 涂忆柳 向正新 王杰 《石油机械》 北大核心 2018年第3期29-34,共6页
在深水钻井作业过程中,隔水管的安全对整个钻井过程至关重要。为了研究钻井系统在复杂海洋环境以及海底地质条件下的力学行为,综合考虑了海流载荷、海底地基反力、张紧力以及平台偏移量等因素,建立了隔水管与井口系统耦合的力学模型。... 在深水钻井作业过程中,隔水管的安全对整个钻井过程至关重要。为了研究钻井系统在复杂海洋环境以及海底地质条件下的力学行为,综合考虑了海流载荷、海底地基反力、张紧力以及平台偏移量等因素,建立了隔水管与井口系统耦合的力学模型。采用解析法和有限元法结合,对力学模型进行了求解,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响。分析结果表明:随着平台偏移量的增大,隔水管与地层组合管柱的横向位移相应增大;增加张紧力可以减小隔水管和地层组合管柱的横向位移和截面弯矩,有利于隔水管的稳定。研究结果对深水隔水管钻井作业具有指导意义。 展开更多
关键词 深水钻井 隔水管 耦合 力学行为 解析法 有限元法
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钻井用水力振荡器阀组压降计算方法 被引量:4
10
作者 赵钰 王鹏 +3 位作者 许凤华 周廪 冯定 涂忆柳 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第15期94-98,共5页
水力振荡器通过螺杆旋转驱动阀组运动,使过流面积发生周期性变化,导致阀组两端压降产生相应变化,从而产生周期性的轴向力,实现水力振荡效果。为较为准确地得到水力振荡器阀组两端压降,根据阀组流道的结构,建立阀组流道有限元模型。运用... 水力振荡器通过螺杆旋转驱动阀组运动,使过流面积发生周期性变化,导致阀组两端压降产生相应变化,从而产生周期性的轴向力,实现水力振荡效果。为较为准确地得到水力振荡器阀组两端压降,根据阀组流道的结构,建立阀组流道有限元模型。运用滑移网格和Realizable k-ε湍流模型对不同尺寸的阀组组合进行流体仿真分析,并结合试验数据验证仿真模型和结果的正确性。仿真结果对水力振荡器的阀组的参数设计有重要的指导意义。 展开更多
关键词 水力振荡器 动阀 定阀 压降 有限元 仿真
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膨胀管技术研究现状及发展趋势 被引量:14
11
作者 冯定 王高磊 +2 位作者 侯学文 孙巧雷 周兰 《石油机械》 北大核心 2022年第12期142-148,共7页
膨胀管技术是解决易漏地层、易坍塌地层钻完井作业以及高温、高压及腐蚀性地层开窗和修井作业的有效技术手段。相比国外,国内在膨胀管材料、筛管防砂性能、悬挂器悬挂和密封能力研究等方面还存在一定差距。为了促进我国膨胀管技术的发展... 膨胀管技术是解决易漏地层、易坍塌地层钻完井作业以及高温、高压及腐蚀性地层开窗和修井作业的有效技术手段。相比国外,国内在膨胀管材料、筛管防砂性能、悬挂器悬挂和密封能力研究等方面还存在一定差距。为了促进我国膨胀管技术的发展,在介绍膨胀管作业原理的基础上,总结了国外膨胀管技术的发展现状及技术特点,主要包括斯伦贝谢Saltel膨胀管、Weatherford公司膨胀防砂筛管、哈里伯顿公司大口径膨胀尾管悬挂器、Enventure全球技术公司等直径钻井膨胀管,以及膨胀管材料、膨胀锥和膨胀管螺纹连接技术;之后介绍了中国石油的套管膨胀技术及中国石化的等井径膨胀管钻井技术;最后指出了膨胀管技术的发展趋势。国内膨胀管系统的研发需要专业科研单位通力合作,整合各项优质资源,逐步优化各个模块,以期早日实现产品自主化。 展开更多
关键词 膨胀管 悬挂器 防砂筛管 大口径 等直径钻井
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国外涡轮钻具技术新进展 被引量:12
12
作者 冯定 刘统亮 +1 位作者 王健刚 张红 《石油机械》 北大核心 2020年第11期1-9,共9页
随着非常规油气资源的开发,特别是超深层、高温高压等复杂地层资源的开采,以及钻头技术的不断进步,涡轮钻具因具备高转速、耐高温和振动小等特点而得到大规模推广应用,且提速效果显著。论述了涡轮钻井的最新技术成果,重点介绍了国外几... 随着非常规油气资源的开发,特别是超深层、高温高压等复杂地层资源的开采,以及钻头技术的不断进步,涡轮钻具因具备高转速、耐高温和振动小等特点而得到大规模推广应用,且提速效果显著。论述了涡轮钻井的最新技术成果,重点介绍了国外几家典型公司——法国Neyrfor公司、俄罗斯VNIIBT-Drilling Tools公司和美国Halliburton Sperry公司的涡轮钻具关键技术,从涡轮钻具的发展特点、不同种类涡轮钻具的创新设计及基本参数、减速器涡轮钻具的研发、涡轮钻具复合钻井技术和典型应用案例等5个方面,对国外涡轮钻具的研究进展进行了综述。最后总结了涡轮钻具技术的发展趋势,并结合我国油气井领域的发展方向和现场实际需求,对国内涡轮钻具的选用和重点研发方向提出了建议。研究内容与提出的建议可以为我国涡轮钻具的设计研究提供参考。 展开更多
关键词 涡轮钻具 结构特点 性能 国外 进展
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组合油管对水平井修井管柱下入能力的影响研究 被引量:7
13
作者 冯定 陈文康 +1 位作者 孙巧雷 杜宇成 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期51-58,共8页
针对修井管柱在大水垂比、长水平段水平井下入困难的问题,采用修井管柱2种规格油管组合下入作业的方式,开展了不同油管长度比例对修井管柱下入能力影响的研究。基于水平井井眼轨迹的特点,综合考虑修井管柱在各井段的受力情况,建立了修... 针对修井管柱在大水垂比、长水平段水平井下入困难的问题,采用修井管柱2种规格油管组合下入作业的方式,开展了不同油管长度比例对修井管柱下入能力影响的研究。基于水平井井眼轨迹的特点,综合考虑修井管柱在各井段的受力情况,建立了修井管柱在水平井垂直段、造斜段和水平段下入过程中的载荷计算模型,应用插值法、迭代法及分段判别计算法实现了模型的求解,并编制了相应的计算软件。基于现场数据进行了修井管柱下入能力的实例研究,结果表明:相较于修井管柱主体为单一线重油管和其他不同长度比例的2-7/8和3-1/2两种线重组合油管,组合油管中线重较大的3-1/2油管下入到井斜角为56.3°左右的井深时修井管柱的下入能力最佳。研究结果可为油田水平井修井管柱的安全下入提供指导。 展开更多
关键词 组合油管 下入能力 修井管柱 水平井
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基于正交试验的钻井用水力振荡器结构性能参数设计 被引量:2
14
作者 赵钰 冯丽莹 +3 位作者 涂忆柳 周廪 许凤华 王鹏 《机床与液压》 北大核心 2018年第17期137-140,132,共5页
水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,... 水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,延缓钻井完成时间;如振荡力过大,则会影响其他井下工具正常工作,严重时会造成安全事故。利用Fluent滑移网格及UDF模拟阀组流道在实际工况下的运动状态,计算产生振荡力的压降,并结合试验数据验证了其正确性。为得到不同结构性能参数下的压降数值,对动、定阀孔尺寸及动阀孔偏心距进行正交试验设计,筛选出压降均值为2~4.5 MPa区间的结构参数组合。该研究结果对水力振荡器的设计有重要指导意义。 展开更多
关键词 水力振荡器 结构性能参数 FLUENT 正交试验 压降
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井眼轨迹控制工具润滑油泄漏分析 被引量:1
15
作者 施雷 冯定 +1 位作者 向如 涂忆柳 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第31期150-154,共5页
井眼轨迹控制工具在打定向井、水平井等复杂结构井时可自动灵活地改变钻头前进方向,起到导向作用。由于工具内部运动部件较多,为了防止磨损,需要进行润滑,同时井眼轨迹控制工具在工作过程中不可避免地会发生泄漏。因此,工具工作时间越长... 井眼轨迹控制工具在打定向井、水平井等复杂结构井时可自动灵活地改变钻头前进方向,起到导向作用。由于工具内部运动部件较多,为了防止磨损,需要进行润滑,同时井眼轨迹控制工具在工作过程中不可避免地会发生泄漏。因此,工具工作时间越长,泄漏量越大,工具内部所剩余的润滑油也越少。为了研究工具内部润滑油泄漏情况,建立了工具润滑油整体泄漏模型,得出了工具内部润滑油压力与总体泄漏量之间的关系,并通过试验验证了分析结果。研究结果表明,润滑油总体泄漏量随着压力的增大而增大,并指出工具最大持续工作时间为200 h。 展开更多
关键词 井眼轨迹控制工具 高造斜 润滑油 泄漏 试验分析
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基于模拟退火算法的海洋修井机井架轻量化设计 被引量:2
16
作者 张红 许刘娟 +3 位作者 冯定 龙圣均 冯云 孙巧雷 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第29期12551-12557,共7页
海洋修井机是整个修井作业的必要设备,海洋修井机井架是修井机最关键的承载部分,所受到的载荷较大,常由于强度和稳定性不足造成严重的事故。基于修井机井架主要是以静力学性能作为设计准则,并未考虑井架的小模块化和轻量化要求,仅通过... 海洋修井机是整个修井作业的必要设备,海洋修井机井架是修井机最关键的承载部分,所受到的载荷较大,常由于强度和稳定性不足造成严重的事故。基于修井机井架主要是以静力学性能作为设计准则,并未考虑井架的小模块化和轻量化要求,仅通过增加杆件材料用料来保证井架的安全性和可靠性,存在巨大的材料浪费。所以在保证井架的安全性和可靠性的同时,为实现海洋修井机井架轻量化设计,从而减少材料用量,具有十分重要的工程意义。通过模拟退火算法研究了井架轻量化,结果表明,轻量化后的井架静力学、动力学和稳定性均符合行业标准。可见海洋修井机井架轻量化研究的准确性较高,研究方法和结果可为修井机井架结构优化提供理论依据及数据参考。 展开更多
关键词 修井机井架 轻量化 静力学 动力学 稳定性
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井眼轨迹控制工具主轴接触疲劳分析
17
作者 王杰 张红 +3 位作者 钱利勤 华勇 李漫 冯定 《石油机械》 2016年第9期6-10,共5页
旋转导向钻井工作过程中,井眼轨迹控制工具的主轴旋转同时发生弯曲,极易在偏心机构与主轴接触面产生很大的接触应力,导致主轴的接触处疲劳失效。鉴于此,根据试验工况建立了井眼轨迹控制工具主轴的力学模型,分析了偏心器内环宽度、倒角... 旋转导向钻井工作过程中,井眼轨迹控制工具的主轴旋转同时发生弯曲,极易在偏心机构与主轴接触面产生很大的接触应力,导致主轴的接触处疲劳失效。鉴于此,根据试验工况建立了井眼轨迹控制工具主轴的力学模型,分析了偏心器内环宽度、倒角、主轴外径和偏心环偏移距离对接触应力的影响,并采用线性疲劳累积损伤理论计算主轴的疲劳寿命。通过计算与分析发现,当主轴在偏心器的作用下发生弯曲变形时,会在主轴与偏心器内环接触位置单侧产生应力集中,特别是偏距超过2 mm时,主轴的疲劳寿命最长为70 h,偏心器内环宽度和倒角对该应力集中影响不大,但是降低主轴刚度能有效降低应力集中。所得结论可以为指向式旋转导向钻井工具的优化设计与材料优选提供指导。 展开更多
关键词 井眼轨迹 控制工具 偏心器 主轴 仿真模型 接触应力 疲劳寿命
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基于API极限工况下修井机井架强度计算研究 被引量:17
18
作者 刘统亮 孙巧雷 +2 位作者 张红 易帅 冯定 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期66-71,共6页
为研究井架在复杂工况下的强度与安全问题,以现场使用的350型修井机井架为研究对象,采用数值模拟对井架进行参数化建模;按照极限作业工况下24种组合载荷对井架进行强度分析,得出操作工况、非预期工况和可预期工况下井架的最大变形和应... 为研究井架在复杂工况下的强度与安全问题,以现场使用的350型修井机井架为研究对象,采用数值模拟对井架进行参数化建模;按照极限作业工况下24种组合载荷对井架进行强度分析,得出操作工况、非预期工况和可预期工况下井架的最大变形和应力云图;提取计算井架构件UC值的相关数据,对井架进行强度、刚度和整体安全性校核。结果表明:井架在常规风力作用下,最大钩载作业工况为其主要受力工况,此时井架最大等效应力小于许用应力,可满足安全需求;在相关工况中,井架的最大等效应力集中出现在上下体连接处、二层台和底部大腿处,计算井架构件各工况下的UC值均小于许用最大UC值,表明井架结构综合强度足够,满足API标准使用要求。 展开更多
关键词 修井机 井架 API标准 参数化建模 等效应力 UC值
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深水钻井隔水管与井口耦合作用力学仿真分析 被引量:8
19
作者 向正新 钱利勤 +3 位作者 夏成宇 王杰 华勇 涂忆柳 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期981-987,共7页
深水钻井时由于海底情况复杂,井口系统的稳定性可能受到诸多因素的影响。本文结合实际工况,综合考虑浪流载荷和地基反力等因素,建立了深水钻井系统力学理论模型,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响规律。... 深水钻井时由于海底情况复杂,井口系统的稳定性可能受到诸多因素的影响。本文结合实际工况,综合考虑浪流载荷和地基反力等因素,建立了深水钻井系统力学理论模型,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响规律。分析结果表明:上部载荷对地层管柱作用都集中在管柱的上部较短区域,作用能力有限;增加张紧力可以减小隔水管的横向位移和截面弯矩,有利于隔水管的稳定,但是会增加地层组合管柱的横向位移和弯矩,增加井口装置倾覆的风险;过大的平台偏移量会导致全段管柱较大的横向位移和截面弯矩,使得管柱被破坏的可能性大幅度增加。所以在钻井作业时,有必要控制平台偏移量,取用合适的张紧力,保证作业安全。 展开更多
关键词 深水钻井 隔水管 平台偏移 张紧力 井口 耦合
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基于传递矩阵法的指向式旋转导向工具主轴振动特性
20
作者 张红 蔡小龙 +2 位作者 冯定 王鹏 唐博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期129-135,165,共8页
指向式旋转导向工具应用于井眼轨迹控制时,其主轴的动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,而在钻进工况下,工具钻压传递机构在主轴上的位置对主轴的动力学特性起着重要的作用。因此,为了分析钻压传递机构的位置对主轴动力... 指向式旋转导向工具应用于井眼轨迹控制时,其主轴的动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,而在钻进工况下,工具钻压传递机构在主轴上的位置对主轴的动力学特性起着重要的作用。因此,为了分析钻压传递机构的位置对主轴动力学特性的影响,利用多体系统传递矩阵法建立了指向式旋转导向工具外壳-轴承-主轴系统的动力学模型。通过推导主轴上任意节点的几何和力学方程,该研究能够评估钻压传递机构的位置对主轴动态性能的影响规律。结合实例运算分析了钻压传递机构的安装位置对主轴固有频率和振型的影响,探讨了工具造斜时,钻压传递机构安装位置对主轴动态位移的影响。结果表明,随着钻压传递机构安装位置距离钻头越远,主轴固有频率和动态位移均增大,因此在满足工作要求下,推荐钻压传递机构安装位置尽可能靠近钻头端。为验证基于传递矩阵法建立的主轴动力学模型的正确性以及钻压传递装置安装位置对主轴动态位移影响规律,在指向式旋转导向工具试验台架上进行了钻进工况下主轴测点偏移量测试试验,结果表明,试验测得的数据与理论计算的数据基本吻合,误差最大仅为6.47%。 展开更多
关键词 指向式旋转导向工具 传递矩阵法 主轴 振动特性
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