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液化天然气槽车低温快速连接装置设计及密封性能分析
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作者 戴志向 尹涛 +1 位作者 韩传军 马科笃 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期172-178,共7页
针对现有液化天然气(LNG)槽车与装卸臂对接时效率低、安全可靠性低的问题,设计一种适用于LNG槽车的低温快速连接装置,其具有快速对接和自锁的功能。结合LNG槽车的充装工况,对低温快速连接装置和松套法兰进行稳态传热分析,并研究两者在... 针对现有液化天然气(LNG)槽车与装卸臂对接时效率低、安全可靠性低的问题,设计一种适用于LNG槽车的低温快速连接装置,其具有快速对接和自锁的功能。结合LNG槽车的充装工况,对低温快速连接装置和松套法兰进行稳态传热分析,并研究两者在低温工况下的密封性能。结果表明:槽车充装过程中,法兰及密封垫片的温度沿径向由内向外逐渐升高,快速连接装置和松套法兰的垫片外侧的温度相对于内侧分别升高了9.43%和19.53%;在预紧载荷相等的条件下,快速连接装置垫片上的接触压力以及有效密封区域面积均大于松套法兰垫片,但接触压力分布的均匀性劣于松套法兰垫片;在单个卡爪的预紧载荷为3000 N的条件下,施加内压载荷后快速连接装置垫片上的最大接触压力为内压载荷的3.13倍,有效密封区域宽度为9.73 mm,占垫片总宽度的74.85%。该装置能够显著缩短LNG装卸臂与槽车的连接时间,为LNG槽车的自动化充装提供了解决方案。 展开更多
关键词 快速连接装置 液化天然气槽车 密封性能 低温 热力耦合
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小管径天然气管道局部冷冻封堵技术 被引量:13
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作者 梁政 兰洪强 +1 位作者 李莲明 邓雄 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期69-71,共3页
小管径天然气管道实施管壁开孔局部封堵,存在动火操作复杂、置换作业时间长、费用高和安全隐患大的问题。为此,基于将管道中流体冷冻以承受压力,从而起到隔离作用的原理,提出了小管径天然气管道局部冷冻封堵技术,并进行了局部冷冻封堵... 小管径天然气管道实施管壁开孔局部封堵,存在动火操作复杂、置换作业时间长、费用高和安全隐患大的问题。为此,基于将管道中流体冷冻以承受压力,从而起到隔离作用的原理,提出了小管径天然气管道局部冷冻封堵技术,并进行了局部冷冻封堵机理试验、固水乳化剂的研制及性能测试、局部冷冻封堵室内试验和含凝析油管道动火试验等。结果表明,局部冷冻封堵技术承压能力可以提高至2.5 MPa,适用于小管径天然气管道的封堵,能够有效隔离管内的油气,不需要长时间置换扫线,封堵介质解冻后易清除,提高了施工后恢复输气的安全性,操作方便快捷,对管道安全动火具有重要意义。 展开更多
关键词 天然气管道 冷冻封堵 局部封堵 安全动火 隔离油气 固水乳化剂
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往复式天然气压缩机整体安全性评价方法 被引量:7
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作者 董超群 田芳 +2 位作者 田家林 马科笃 童亮 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第3期83-89,共7页
针对油气田在役天然气压缩机组安全运行及安全管理问题,开展了天然气压缩机组整体安全性评价研究,特别是针对超期服役老旧机组的安全问题和报废问题,建立了压缩机整体安全性评价方法。综合考虑如曲轴、缸体及压力容器等机组部件的结构... 针对油气田在役天然气压缩机组安全运行及安全管理问题,开展了天然气压缩机组整体安全性评价研究,特别是针对超期服役老旧机组的安全问题和报废问题,建立了压缩机整体安全性评价方法。综合考虑如曲轴、缸体及压力容器等机组部件的结构属性和载荷特性建立不同的部件评价方法,同时,依据部件自身安全性与经济性指标建立部件权重,通过加权赋予一定权重系数建立压缩机组整体评价方法。而权重确定是通过现场使用、安全管理、设计生产单位分别根据部件重要性来给出定性的模糊比较评定,综合考虑安全性、经济性等指标根据层次分析法确定定量的部件权重。基于此算法编制压缩机安全使用评价技术软件Version 1.0,通过对西南油气田某站场ZTY265压缩机组进行安全评定,得该压缩机组整体安全性评价结果为86.6,结合部件评价和整体评价给出压缩机组整体安全的判定结果并提出建议措施。 展开更多
关键词 往复式压缩机 安全性评价 层次分析法 疲劳寿命 权重因子
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天然气水合物盖顶降压装置开采机理研究 被引量:3
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作者 黎伟 陈曦 +3 位作者 胡亚军 夏杨 杨牧 陈宏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2146-2152,I0022,共8页
提出了一种基于盖顶降压式海底表层、浅层天然气水合物开采装置。通过搭建水合物开采过程温度场模型,对不同加热温度、压力下的开采装置开采结果进行研究,总结得到天然气水合物产出时加热温度与压力的变化情况,以及产气率和产气量的影... 提出了一种基于盖顶降压式海底表层、浅层天然气水合物开采装置。通过搭建水合物开采过程温度场模型,对不同加热温度、压力下的开采装置开采结果进行研究,总结得到天然气水合物产出时加热温度与压力的变化情况,以及产气率和产气量的影响规律。实验数据显示:盖顶降压式装置在开采天然气水合物矿藏过程中,必要的热源输入是必不可少的;在相同生产压力、不同恒温热源温度下,温度越高,开采装置最大产气率越大,总产气量也越大,但后期产气率下降迅速。本研究对天然气水合物开采具有一定指导意义。 展开更多
关键词 天然气水合物 水合物开采 盖顶降压 温度场 稳态开采
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基于岩石塑脆性临界破碎理论的高效破岩PDC钻头研制与应用
5
作者 祝效华 胡海 +4 位作者 刘伟吉 冯少波 何灵 田万顷 梁红军 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期102-112,共11页
塔里木盆地作为中国最大的含油气盆地,油气资源丰富,勘探开发潜力巨大。然而,塔里木盆地寒武系发育巨厚白云岩,其岩石强度大、可钻性极差,导致传统PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头在白云岩地层中的机械钻速低、单只钻头进尺... 塔里木盆地作为中国最大的含油气盆地,油气资源丰富,勘探开发潜力巨大。然而,塔里木盆地寒武系发育巨厚白云岩,其岩石强度大、可钻性极差,导致传统PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头在白云岩地层中的机械钻速低、单只钻头进尺少。为此,针对塔里木盆地寒武系白云岩地层进行了包括内部结构、力学特性、研磨性与可钻性的综合研究和分析,然后结合已有的白云岩地层钻头结构,优选了主切削齿类型、冠部曲线及刀翼参数,在岩石塑—脆性临界破碎理论的指导下,优化了布齿参数、水力结构,最终形成了适用于寒武系白云岩地层的新型高效PDC钻头并开展了现场试验。研究结果表明:①白云岩地层非均质性强、结构致密、强度大,单轴压缩强度达221.51 MPa,具有中等研磨性并且在高围压条件下的可钻性极差;②PDC钻头采用“浅锥型冠部+长保径段”结构,能够有效降低扭矩波动,进而提升钻头在白云岩地层中的钻进稳定性;③基于塑—脆性临界破碎理论设计的高效破岩PDC钻头在寒武系白云岩层段的提速效果显著,总进尺为603 m,机械钻速为2.87 m/h。结论认为,设计的DS675H钻头经现场应用打破了目前塔里木盆地白云岩地层单只钻头进尺最长和机械钻速最快纪录,为后续寒武系及其以下地层高效钻井提供了技术储备,为深部难钻地层钻井提速提效提供了技术支撑。 展开更多
关键词 塔里木盆地 寒武系 白云岩 PDC钻头 异形齿 塑—脆性 高效破岩 钻井提速
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超临界CO_(2)复合压裂页岩裂缝扩展及增渗机理
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作者 蔡灿 冯彪 +2 位作者 陈浩 张烈辉 杨显鹏 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期104-113,共10页
超临界CO_(2)复合压裂采用超临界CO_(2)作为前置液,胍胶压裂液作为携砂液,现场试验已初步验证了该技术的有效性。然而,超临界CO_(2)复合压裂过程中,两阶段流体如何协同作用影响着最终的裂缝形态及导流能力,对此仍缺乏系统深入的实验研... 超临界CO_(2)复合压裂采用超临界CO_(2)作为前置液,胍胶压裂液作为携砂液,现场试验已初步验证了该技术的有效性。然而,超临界CO_(2)复合压裂过程中,两阶段流体如何协同作用影响着最终的裂缝形态及导流能力,对此仍缺乏系统深入的实验研究和认识。为了深入认识超临界CO_(2)复合压裂机理,采用室内三轴压裂实验方法,系统对比了胍胶压裂、超临界CO_(2)压裂、超临界CO_(2)复合压裂3种方式的裂缝扩展形态特征,定量表征了裂缝宽度、复杂度和渗透率等关键参数,从实验室角度揭示了复合压裂的缝网复杂度增强和增渗机理。研究结果表明:①超临界CO_(2)压裂比胍胶压裂更容易连通层理等不连续面,形成更多分支裂缝,产生更为复杂的裂缝形貌;②随着层理倾角的增加,超临界CO_(2)复合压裂更容易形成复杂的裂缝网络,在层理倾角为90°时,复合压裂可广泛连通岩石中层理和天然裂缝,增加改造体积;③超临界CO_(2)复合压裂中,胍胶压裂可以显著增加超临界CO_(2)压裂阶段裂缝的复杂度(增加33.6%)和宽度(增加7.08倍),并使渗透率提升一个数量级。结论认为,该研究结果揭示了超临界CO_(2)复合压裂两阶段流体的前置造缝、缝网扩展及协同增渗机制,可为页岩气、煤层气、致密气等非常规储层的高效压裂改造提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 压裂 页岩 裂缝扩展 裂缝宽度 渗透率 增渗机理
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四川盆地蓬莱气区PDC钻头选型及钻井参数优化
7
作者 刘伟吉 张家辉 +2 位作者 温晓松 祝效华 蔡志翔 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第5期76-85,共10页
四川盆地川中古隆起北斜坡的蓬莱气区埋藏深大、压力系统复杂、岩石研磨性强,平均钻速不足2.5 m/h,钻头使用寿命仅60~90 h,钻头与地层适配性差,严重制约了钻井提速。为此,提出了一种主客观相结合的PDC钻头选型及钻井参数优化方法:建立... 四川盆地川中古隆起北斜坡的蓬莱气区埋藏深大、压力系统复杂、岩石研磨性强,平均钻速不足2.5 m/h,钻头使用寿命仅60~90 h,钻头与地层适配性差,严重制约了钻井提速。为此,提出了一种主客观相结合的PDC钻头选型及钻井参数优化方法:建立蓬莱气区钻头数据库,并进行数据预处理;采用主客观相结合的评价方法,对比4种人工智能模型,选择拟合精度较高的CNN−GRU−Attention作为预测模型;以网格搜索锁定最优钻进参数组合。研究结果表明,PDC钻头选型之后相较于原始机械比能降低了28.8%,进一步优化钻井参数后机械比能相较于选型之前降低了31.2%。研究结果对于提升四川盆地蓬莱气区钻井效率具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 钻头失效 钻头选型 评价模型 钻井参数优化 蓬莱气区 四川盆地
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立轮辅助钻进单元试验与数值模拟分析
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作者 杨燕 黄奎林 +3 位作者 宋东东 黄泽权 邱顺佐 胡佳琪 《石油机械》 北大核心 2025年第5期48-55,共8页
针对深部难钻地层PDC钻头吃入地层困难、破岩效率低,以及导向钻井中钻头方位稳定性差等问题,提出一种具有轮轴一体式立轮切削结构的PDC钻头,并开展变切削深度立轮预损伤条件的PDC破岩单元试验,对比PDC平行切削和立轮预损伤条件下PDC破... 针对深部难钻地层PDC钻头吃入地层困难、破岩效率低,以及导向钻井中钻头方位稳定性差等问题,提出一种具有轮轴一体式立轮切削结构的PDC钻头,并开展变切削深度立轮预损伤条件的PDC破岩单元试验,对比PDC平行切削和立轮预损伤条件下PDC破岩的效果,并进行数值模拟分析,揭示立轮辅助钻进的工作机理。研究结果表明:立轮作用下PDC切削岩石的切向动载系数比PDC单独切削岩石减小43.31%,轴向动载系数比PDC单独切削岩石减小36.63%;立轮在破碎岩石的过程中,立轮切削齿周期性地参与间断切削,切削状态发生周期性变化,具有显著的“铣削”特征;立轮式PDC钻头上立轮与PDC切削齿非平行刮切岩石,形成螺旋形井底形貌,这种形貌有助于PDC切削齿对岩石的侵入,提高破岩效率;立轮切削结构对PDC切削齿能起到分压缓冲作用,增强钻头的整体稳定性并延长使用寿命。研究结果有助于深入、细致地理解立轮式PDC钻头的复杂运动和工作力学特性。 展开更多
关键词 PDC钻头 工作机理 立轮 铣削 分压缓冲
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基于黏聚单元法的层状页岩巴西劈裂数值模拟
9
作者 马天寿 王浩男 +1 位作者 FADHEL A M 刘阳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期702-715,共14页
为了分析层状页岩巴西劈裂力学行为,开展龙马溪页岩巴西劈裂试验,采用全局嵌入零厚度黏聚单元法,建立层状页岩巴西圆盘二维有限元模型,对比数值模拟与巴西劈裂试验结果,并分析层理间距和强度对层状页岩巴西劈裂力学行为及破坏模式的影... 为了分析层状页岩巴西劈裂力学行为,开展龙马溪页岩巴西劈裂试验,采用全局嵌入零厚度黏聚单元法,建立层状页岩巴西圆盘二维有限元模型,对比数值模拟与巴西劈裂试验结果,并分析层理间距和强度对层状页岩巴西劈裂力学行为及破坏模式的影响。研究结果表明:数值模拟和试验得到的巴西劈裂强度和破坏模式吻合较好,两者的最大相对误差低于10%。数值模拟和试验得到的页岩巴西劈裂强度各向异性比分别为2.18和2.00,说明龙马溪页岩各向异性特征显著。巴西劈裂强度和破坏模式对层理面加载角度具有较强的依赖性,随着加载角度增加,巴西劈裂强度大致呈现出线性增长趋势,巴西圆盘破坏模式先由沿层理面的拉伸破坏转变为沿层理面和基质的拉伸-剪切复合破坏,再转变为沿基质的拉伸破坏。层理强度是影响巴西圆盘力学行为的关键因素:低层理强度导致巴西劈裂强度大幅降低,破坏模式主要受层理强度控制,主要产生沿层理面的拉伸或剪切破坏;高层理强度导致巴西劈裂强度大幅增加,破坏模式主要受基质强度控制,主要产生岩石基质拉伸或拉伸-剪切复合破坏。研究结果可为油气开采、采矿、隧道、边坡及地下工程的设计和施工提供依据和参考。 展开更多
关键词 层状页岩 巴西劈裂 各向异性 黏聚单元 层理面 破坏模式
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旋转导向钻井系统微型斜盘式轴向柱塞泵的设计与仿真
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作者 叶哲伟 刘兵 +2 位作者 刘章 周瑜 金存 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期149-156,共8页
为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AME... 为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AMESim搭建微型斜盘式轴向柱塞泵各个零部件模型,完成整泵液压系统模型的建立。结果表明:在额定工况下,柱塞泵的输出流量在0.032~0.035 L/min内脉动,平均出口流量为0.033 L/min,出口压力在9~10 MPa内脉动;随着柱塞斜盘倾斜角的减小,泵的输出流量减小,流量脉动变小,当斜盘倾角增大时,柱塞的位移增大,泵的输出流量也增大。对泵样机进行试验,分析了该泵的输出特性和效率曲线,与仿真分析结果进行对比。结果表明:泵的输出流量随着电机转速的增大而增大,其总效率随着工作压力的增大而增大;仿真效果较好,同时验证了仿真方法和结果的可靠性。微型斜盘式柱塞泵在额定工况下的容积效率可达到84.2%。 展开更多
关键词 旋转导向钻井系统 微型斜盘式轴向柱塞泵 AMESIM仿真 斜盘倾角
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深层超深层油气钻井提速研究与展望 被引量:1
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作者 祝效华 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-9,共9页
提高钻速、井下复杂防控、提高油气钻遇率是深层超深层油气钻井面临的3大问题。围绕这3大问题,“十二五”以来,中国在旋转导向、精细控压、高效PDC钻头及提速钻具、承压堵漏等技术方面取得重要进展,钻成了一批8000 m左右的超深井。聚焦... 提高钻速、井下复杂防控、提高油气钻遇率是深层超深层油气钻井面临的3大问题。围绕这3大问题,“十二五”以来,中国在旋转导向、精细控压、高效PDC钻头及提速钻具、承压堵漏等技术方面取得重要进展,钻成了一批8000 m左右的超深井。聚焦钻井提速,总结近年来在钻柱动力学、高效破岩和辅助提速钻具方面的研究进展,主要包括:回顾了国内外钻柱动力学理论发展历程,探讨了钻柱振动与屈曲以及动态摩阻扭矩评价方法;聚焦深部硬岩塑脆性临界高效破岩理论,总结了基于塑脆性临界破碎的钻头选型与优化设计方法;系统介绍了基于冲击加速裂纹扩展和振荡减阻等视角研制的系列提速钻具和基于CAE数值计算的相关分析评价方法;以及总结分析了基于能量高效传递与高效利用的综合提速方法;并提出了加大井下动力钻具攻关和开展新型破岩方式的研究建议。研究工作对提高深难钻地层和超深层复杂结构井的钻井速度有一定参考价值。 展开更多
关键词 深层超深层 提高钻速 钻柱动力学 塑脆性临界高效破碎 提速钻具
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异形PDC齿切削破碎非均质砾岩数值模拟
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作者 石建刚 李根生 +3 位作者 刘伟吉 吴德胜 张楠 邓开创 《石油机械》 北大核心 2025年第6期44-51,共8页
PDC钻头在钻进砾岩地层时,频繁的冲击载荷会缩短PDC齿预期寿命,导致钻头频繁换钻,进而影响钻井效率。异形齿可以改变齿面受到的冲击情况,选择耐冲击的齿面是应对这类地层的有效方法之一。为了研究不同结构PDC齿在切削砾岩时的表现特性,... PDC钻头在钻进砾岩地层时,频繁的冲击载荷会缩短PDC齿预期寿命,导致钻头频繁换钻,进而影响钻井效率。异形齿可以改变齿面受到的冲击情况,选择耐冲击的齿面是应对这类地层的有效方法之一。为了研究不同结构PDC齿在切削砾岩时的表现特性,选取了准噶尔盆地深部取心砾岩作为研究对象,基于非均质砾岩有限元模型,通过单轴压缩试验进行了砾岩模型参数标定,并开展了异形齿切削破岩仿真,讨论了12种齿形在相同前倾角和切削深度情况下的切削效果。研究结果表明:斧形齿和三平面齿的平均切削力虽然较大,但是整体波动更稳定;平面齿、凹面齿、凸面齿和双曲面齿的切削力波动都较大,齿面会受到较大的冲击;双曲面齿的破岩比功最小,楔形齿的最大;在不考虑PDC齿刚度的情况下,通过切削力波动和破岩比功2个指标,斧形齿、三平面齿是所有齿形中的较优选择。该研究可为钻进砾岩地层时PDC钻头的齿形选择提供一定参考。 展开更多
关键词 非均质砾岩 异形PDC齿 切削破岩仿真 有限元 切削力 破岩比功
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基于本征正交分解的风电机组结构在线状态监测
13
作者 金晓航 杨昊旋 +3 位作者 郭远晶 张杰 彭光健 翁泽宇 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期547-555,共9页
为掌握风电机组结构健康状态信息,降低运维成本,避免倒塔、叶片断裂等重大故障的发生,提出一种基于本征正交分解的风电机组大型结构部件的状态监测方法。所提方法使用本征正交分解对结构有限元模型进行降维分析,可减少计算成本,达到在... 为掌握风电机组结构健康状态信息,降低运维成本,避免倒塔、叶片断裂等重大故障的发生,提出一种基于本征正交分解的风电机组大型结构部件的状态监测方法。所提方法使用本征正交分解对结构有限元模型进行降维分析,可减少计算成本,达到在线监测的目的。针对塔筒与叶片的实际情况,分别构建有限元模型并降阶:将塔筒简化为梁的静力学问题,使用本征正交分解构建降阶模型,搭建试验平台验证方法的可行性;将叶片简化为中心刚体-柔性梁模型,通过模型的降阶分析,快速计算获取叶片的瞬态响应。通过与其他方法的对比分析以及结果的讨论,表明所提方法可有效实现风电机组结构部件健康状态的在线监测。 展开更多
关键词 本征正交分解 有限元法 风电机组 状态监测 塔筒 叶片
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空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究 被引量:4
14
作者 黄志强 沈岳 +2 位作者 卜艳 黄继亮 黄伟 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期175-178,共4页
针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重,导致破岩效率低、使用寿命短等问题,采用纳米改型技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料,对其性能、组织结构进行分析,对其耐磨性、耐冲击性进... 针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重,导致破岩效率低、使用寿命短等问题,采用纳米改型技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料,对其性能、组织结构进行分析,对其耐磨性、耐冲击性进行实验研究,结果表明:加入3%的纳米Al2O3并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的组织结构、细化晶粒,复合材料的耐磨性和耐冲击性能得到大幅提高,较硬质合金YG8提高4~8倍。为大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命提供了可能性。 展开更多
关键词 冲旋钻头 纳米复合材料 Al2O3/WC-Co 组织结构 实验研究
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特高压井口节流阀节流性能及结构分析
15
作者 周天明 何强 +2 位作者 王俊玉 戴启平 韩传军 《石油机械》 北大核心 2025年第7期75-82,共8页
针对特高压井口设备中节流阀易产生冲蚀失效的问题,提出了双楔形节流阀阀芯和防冲刺保护套的设计方案,并对所设计的9种双楔形阀芯分别在不同开度下的流场特性进行了分析。研究结果表明:双楔形节流阀阀芯的抗冲蚀性能优于单楔形节流阀阀... 针对特高压井口设备中节流阀易产生冲蚀失效的问题,提出了双楔形节流阀阀芯和防冲刺保护套的设计方案,并对所设计的9种双楔形阀芯分别在不同开度下的流场特性进行了分析。研究结果表明:双楔形节流阀阀芯的抗冲蚀性能优于单楔形节流阀阀芯;随着阀芯行程的增加,钻井液通过阀芯楔形面处的速度呈增加趋势,钻井液对阀芯及阀芯下方的壁面产生较强的冲蚀;9种双楔形阀芯中,凸面对称阀芯节流和抗冲蚀性能最好,其压降曲线的线性回归决定系数为99.6%;腔体尺寸对节流阀性能的影响较大,腔体尺寸扩大30 mm,最大速度平均下降3.87%;安装阀芯防冲刺保护套后,流体最大速度平均下降30.35%,延长了阀芯的使用寿命。研究结果可为特高压井口节流阀的设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 特高压井口 楔形节流阀 双楔形面 冲蚀磨损 优化设计
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井下防喷器的设计及实验研究 被引量:2
16
作者 黎伟 雷鸿翔 +2 位作者 杨博 黎宗琪 李斌 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期371-377,共7页
为了提高钻井作业的安全性,保证井底发生溢流后能迅速可靠封隔环空、方便后续压井作业,设计了一种安装在近钻头端的井下防喷器,对其结构和工作原理进行了详细介绍.通过建立井下防喷器中推块机构的受力模型,分析了推块对管柱的反作用力... 为了提高钻井作业的安全性,保证井底发生溢流后能迅速可靠封隔环空、方便后续压井作业,设计了一种安装在近钻头端的井下防喷器,对其结构和工作原理进行了详细介绍.通过建立井下防喷器中推块机构的受力模型,分析了推块对管柱的反作用力与推块锥面角和碟簧变形量之间的关系.对花键进行了强度校核,使用有限元软件对不同厚度和硬度的胶筒的封隔能力进行了分析,同时进行了井下防喷器的室内实验.研究结果表明:当单个碟簧的变形量为0.2mm、推块的锥面角度为45°时,单个推块可对钻柱产生2.2kN的反作用力,设计值和实验数据接近;当钻柱扭矩达到45 000N·m,花键的挤压应力仍在许用应力范围内;在压缩量和封隔间隙相同的情况下,胶筒的宽度越宽、硬度越大,封隔能力越强,且胶筒硬度越大,需要的下压力也越大.研究结果对井下防喷器的设计具有一定指导作用. 展开更多
关键词 井下防喷器 推块 胶筒 封隔能力
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微波处理含油钻屑实验研究 被引量:3
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作者 冯春宇 谢齐 +3 位作者 蒋继苇 贵恒 沈聪 付江 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第2期28-31,I0002,共5页
利用微波对含油钻屑进行脱油处理,研究微波处理含油钻屑的机理及影响因素。采用单因素变量法研究了微波处理时间、微波功率、钻屑处理量和钻屑初始含液率等因素对微波处理含油钻屑效果的影响。实验结果表明,微波作用的前2 min内含油钻... 利用微波对含油钻屑进行脱油处理,研究微波处理含油钻屑的机理及影响因素。采用单因素变量法研究了微波处理时间、微波功率、钻屑处理量和钻屑初始含液率等因素对微波处理含油钻屑效果的影响。实验结果表明,微波作用的前2 min内含油钻屑的温升最迅速,钻屑的含液率在处理的前3 min降低速率最大;微波功率与处理效果正相关,在微波功率一定的情况下,单次处理的钻屑量存在一个最佳值,针对本套装置为30 g为最佳值;通过对比实验组发现,当钻屑初始含液率为11. 3%(其中含水率为3. 7%、含油率为7. 6%)时达到最好的处理效果,通过分析处理量和钻屑初始含液率对处理效果的影响行为,可发现含油钻屑孔隙度对处理效果有较大影响。 展开更多
关键词 微波 含油钻屑 处理效果 处理量 含液率
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仿生柔性伸缩式管道机器人设计与分析
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作者 房德磊 苏保龙 +3 位作者 邵科研 胡刚 鄢振宇 唐杰 《液压与气动》 北大核心 2025年第10期98-106,共9页
针对现有管道机器人环境适应能力弱、主动转向功能尚不完善等问题,提出一种仿生柔性伸缩式管道机器人设计思路。通过模仿蚯蚓的结构组成和运动机理,设计由柔性气囊和气动肌肉组成的支撑-伸缩复合运动结构,分析管道机器人多肌肉协同驱动... 针对现有管道机器人环境适应能力弱、主动转向功能尚不完善等问题,提出一种仿生柔性伸缩式管道机器人设计思路。通过模仿蚯蚓的结构组成和运动机理,设计由柔性气囊和气动肌肉组成的支撑-伸缩复合运动结构,分析管道机器人多肌肉协同驱动机制与多体节连续运动原理;建立机器人的正运动学模型与逆运动学模型,基于MATLAB软件进行仿真分析。搭建管道机器人试验平台,在倾斜及弯曲管道中进行性能测试。试验表明,仿生柔性伸缩式管道机器人在30°倾斜管道内平均爬行速度为3.25 mm/s,并可以在135°的弯管内实现主动转向,具有良好的环境适应能力和运动性能。 展开更多
关键词 管道机器人 气压驱动 仿生设计 运动学分析
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基于正交实验的井下直线发电机设计与分析 被引量:1
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作者 钟功祥 申伟 +2 位作者 雷鹏燕 宋华 钟升级 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期154-162,共9页
针对现有井下电能供应方式发电功率低的缺点,结合直线发电的优点,提出了一种新型圆筒型井下直线感应发电方案,该发电机利用抽油杆和油管之间相对运动的方式,产生感应电流。首先,根据现有电机学原理,完成对圆筒型永磁直线发电机的结构设... 针对现有井下电能供应方式发电功率低的缺点,结合直线发电的优点,提出了一种新型圆筒型井下直线感应发电方案,该发电机利用抽油杆和油管之间相对运动的方式,产生感应电流。首先,根据现有电机学原理,完成对圆筒型永磁直线发电机的结构设计,然后,利用Ansoft Maxwell对圆筒型永磁直线发电机的空载磁通量密度、空载感应电动势、阻性负载以及实际密封不严情况下的发电性能进行分析,验证了发电机设计的正确性;最后,利用正交实验的优化方法,以畸变率和发电量为优化目标,对关键结构参数进行了优化。结果表明,该发电机谐波畸变率低、发电功率大,不论在空载时还是负载时都有很好的稳定性,能够有效解决现有井下发电机发电效率低、性能不稳定的问题。 展开更多
关键词 井下发电机 自动供电 发电性能分析 正交实验 优化设计
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封隔器卡瓦锚定力学行为与高温高压实验分析 被引量:20
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作者 韩传军 彭雪峰 李林涛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期76-82,共7页
封隔器卡瓦与套管的锚定效果直接影响到封隔器的坐封性能。当卡瓦嵌入套管时,会在套管接触面上形成咬痕,过大的嵌入深度有可能导致套管损坏、失效。为了确保卡瓦能起到良好的固定封隔器的作用,并且减少其对套管的损伤,采用滑移线理论、... 封隔器卡瓦与套管的锚定效果直接影响到封隔器的坐封性能。当卡瓦嵌入套管时,会在套管接触面上形成咬痕,过大的嵌入深度有可能导致套管损坏、失效。为了确保卡瓦能起到良好的固定封隔器的作用,并且减少其对套管的损伤,采用滑移线理论、有限元法及与试验相结合的方法,研究了卡瓦锚定过程中的力学行为,计算了卡瓦嵌入套管的深度,并分析了卡瓦牙型角、倾角、内锥角及轴向载荷对锚定情况的影响,优选了结构参数。研究结果表明:①卡瓦齿面接触各齿的应力分布不均,会产生应力集中;②卡瓦牙应力随着齿数的增加而逐渐减小;③卡瓦牙嵌入套管的深度随载荷的增加而增加,随着齿数的增加逐渐减小;④在相同载荷下,卡瓦嵌入套管的深度随牙型角和内锥角的增大而减小,随倾角的增大而增大;⑤通过高温高压下的封隔器卡瓦锚定和坐封实验,套管上的卡瓦最大嵌入深度介于0.40~0.45 mm。结论认为,实验结果与有限元模拟结果吻合较好,由此证明了设计和分析的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 封隔器 卡瓦 弹塑性 接触 损伤 嵌入深度 应力集中 高温高压
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