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题名全金属可溶桥塞卡瓦结构锚定性能优化
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作者
崔璐
常文权
王澎
邹方
赵景辉
王航
程嘉瑞
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机构
西安石油大学
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第3期118-127,共10页
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基金
陕西省自然科学基金项目(2023-JC-YB-376)
陕西省教育厅项目(2023JP127)
西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划项目(YCS22214261)。
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文摘
全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性,逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中,卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足,是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能,以影响套管咬合深度和接触应力的4个主要参数齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角为对象,分析不同参数下前后排卡瓦牙对套管的咬合深度及接触应力的变化趋势。结果表明:随着齿槽轴心角增大,套管咬合深度差值先减小后增大,套管接触应力差值逐渐减小,齿槽轴心角为28°时咬合较为均匀;随着齿槽深度的增大,套管咬合深度差值逐渐增大,套管接触应力差值出现上下波动,齿槽深度为6.7 mm时咬合较为均匀;随着齿端距的增大,套管咬合深度差值不断增加,套管接触应力差值先逐渐增大最后保持稳定,齿端距为13 mm时咬合较为均匀;随着齿槽倾角的增加,套管咬合深度差值和套管接触应力差值逐渐增大,齿槽倾角为65°或67°时咬合较为均匀。以齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角的变化作为输入层,以套管接触应力和咬合深度作为输出层,应用多目标优化方法确定出卡瓦基座最优结构参数为:齿槽轴心角为27.9°,齿槽深度为6.7 mm,齿端距为13 mm,齿槽倾角66°。在最优参数下套管的接触应力和咬合深度在轴向更加均匀。
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关键词
全金属可溶桥塞
卡瓦结构
锚定性能
多目标优化
井下压裂工具
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Keywords
all-metal dissolvable bridge plug
slip structure
anchoring performance
multi-objective optimization
underground fracturing tools
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
TE931
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名全金属可溶桥塞异形接触结构密封特性
被引量：2
- 2
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作者
崔璐
邹方
程嘉瑞
王澎
李臻
窦益华
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机构
西安石油大学
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期33-40,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52105209)
西安石油大学青年创新团队基金项目(2019QNKYCXTD10)。
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文摘
全金属可溶桥塞作为一种新型压裂工具,其密封结构是影响压裂效率的关键因素。为探究不同密封环结构对密封特性的影响,建立单槽形、椭圆形、双槽形、双曲形4种金属密封环结构的数值模型,利用有限元法,对密封环径向变形特征、密封性能进行分析,以及考虑双曲形结构表面粗糙度对密封接触面积、接触应力、接触面近场应力分布的影响。研究结果表明:随着锥体轴向位移量增加,4种密封环径向变形始终与锥体轴向位移量呈正相关规律,密封环最大、最小径向变形分别位于厚度较大外圆侧、厚度较小外圆侧;复杂接触面可以强化密封环的密封性能,在同样锥体轴向位移量下,双曲形密封环结构密封性能为最好,椭圆形密封环结构性能最差;考虑切向摩擦力时,摩擦因数越大,接触面近场Mises应力沿摩擦力方向发生偏移越明显。所得结论可为井下全金属可溶桥塞密封环的结构优选提供参考。
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关键词
全金属可溶桥塞
径向变形
密封特性
摩擦力
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Keywords
all-metal soluble bridge plugs
radial deformation
sealing characteristics
friction
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分类号
TB42
[一般工业技术]
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题名涡轮增压器叶片高低周疲劳寿命特性
被引量：6
- 3
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作者
崔璐
刘阳
王澎
罗浩
魏文澜
李臻
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机构
西安石油大学机械工程学院
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第5期1887-1897,共11页
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基金
国家自然科学基金(51305348,51901180)
陕西高校青年创新团队项目和西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划(YCS19213125)。
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文摘
转子是涡轮增压器高速旋转部件,在运行中承受高低周疲劳载荷,其安全运行尤为重要。为获得涡轮增压器叶片的高低周疲劳寿命,通过改变高低周疲劳中高周应力比和单个复合疲劳载荷块中的高周频率,分析疲劳寿命特征,建立了基于Miner理论的寿命评估模型,利用此模型分析得出160000 r/min转速下涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命。通过有限元分析软件对相同转速下涡轮叶片进行应力分析,得到低周应力、高周应力的最大值及其关键部位,并对涡轮叶片进行模态分析与谐响应分析,结合Ncode商用软件得出叶片关键部位高低周复合疲劳寿命。对基于Miner理论的寿命评估模型和Ncode软件所预测的叶片高低周寿命结果比较发现,随着高低周载荷谱中高周应力、高周循环数逐渐增加,修正后的模型所得寿命与Ncode软件所得寿命均呈递减趋势,寿命误差在两倍范围之内,两种方法均能较为可靠地预测高低周复合疲劳工况下的叶片疲劳寿命,而基于Miner理论的寿命修正模型的使用相对较为方便,所求寿命较为可靠,易于在工程中推广应用。
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关键词
涡轮叶片
高低周耦合损伤
复合应力比
复合载荷块高周循环次数
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Keywords
turbocharger turbine blades
high and low cycle fatigue
stress ratio of combined cycle
times of high cycle fatigue in combined cycle load spectrum
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分类号
TK421
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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题名N80Q钢的低周疲劳特性及寿命预测
被引量：2
- 4
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作者
崔璐
吴鹏
杨程晖
康文泉
李臻
魏文澜
王澎
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机构
西安石油大学机械工程学院
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《机械工程材料》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期79-82,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51901180)
国家重点研发计划项目(2019YFF0217504)。
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文摘
在Instron 8862型疲劳试验机上对油井套管用N80Q钢进行完全对称循环载荷(平均应变为0)和非对称循环载荷(平均应变为0.5%和1.0%)下的低周疲劳试验,研究该钢的低周疲劳特性,并讨论了考虑不同因素的低周疲劳寿命模型的预测精度。结果表明:塑性应变能随应变幅的增大呈线性增长趋势,平均应变对塑性应变能几乎无影响;在对称载荷、不同应变幅(0.5%~2.0%)下以及非对称载荷、应变幅大于1.0%下,N80Q钢均无应力松弛行为,而在非对称载荷、应变幅小于1.0%时出现明显的应力松弛行为,且初始平均应力越大,应力松弛行为越明显;考虑最大应力、应力范围、应变范围以及平均应变影响的经验模型的预测精度较高,预测寿命主要分散在1.2倍分散带内。
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关键词
低周疲劳特性
平均应变
应力松弛
疲劳寿命预测
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Keywords
low cycle fatigue characteristic
mean strain
stress relaxation
fatigue life prediction
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分类号
TG115.5
[金属学及工艺—物理冶金]
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题名一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法
被引量：2
- 5
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作者
石红梅
崔璐
侯伟
王澎
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机构
陕西能源职业技术学院智能制造与信息工程学院
西安石油大学机械工程学院
咸阳市特种设备检验所
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1229-1232,共4页
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基金
国家自然科学基金项目(51305348)
陕西能源职业技术学院低碳清洁能源与智能制造科研创新团队(2021KYTD06)资助。
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文摘
发动机、内燃机、汽轮机转子等高温设备在工作中常受到高低周复合疲劳载荷的作用。在现有寿命模型基础上,提出了一种通过应变比-寿命比曲线预测高低周复合疲劳寿命的新方法。对三类不同材料的实验数据进行分析,表明了此方法具有一定的通用性。对寿命估算值与实验结果进行对比分析,估算值均在误差允许范围内,可以较好地预测高温设备材料的高低周复合疲劳寿命。
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关键词
高温设备材料
高低周复合疲劳载荷
寿命预测新方法
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Keywords
High temperature equipment materials
High and low cycle composite fatigue loads
New method to predict the life
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分类号
TB301
[一般工业技术—材料科学与工程]
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