摘要：海上平台作为海上石油开发的重要设施,处在海水浸泡、冲击等恶劣环境中,很容易出现损伤,影响其安全性。管节点作为高应力集中的部位是海上平台结构中更易产生损伤的地方,因此对管节点进行检测十分重要,为适应海上平台管节点这种特殊结构的损伤检测,利用涡流热成像技术,考虑管节点结构、在管节点表面感应出的涡流分布情况等因素,设计出了圆台形线圈、三角形线圈、扁平双线圈三种形式的线圈,并通过COMSOL、SolidWorks完成了相应的仿真模拟,为了符合实验室需求,又构建出了等比例待测工件及线圈的实际模型,通过实验模拟、MATLAB数据处理验证了仿真模拟的准确性及所设计线圈的有效性。结果表明,扁平双线圈对海上平台管节点的加热效果更佳,能够用于对其损伤缺陷的检测。

摘要：针对现有的钻杆无损检测方法(超声波、磁粉、漏磁、涡流和射线等)只能检测出已经成形的宏观缺陷的问题,根据钻杆结构特点以及钻具检测中心的现场情况,采用金属磁记忆方法,开发了一种新型钻杆损伤磁记忆检测系统,设计了上位机检测控制分析软件。使用该软件能够对钻杆损伤部位实施可靠有效的检测,对损伤信息的特征提取分析与检测位置关系的直观显示,可以比较直接地判断出已成形的缺陷和以应力集中为特征的潜在的危险部位,为钻杆疲劳损伤的早期诊断开辟了新的途径。

摘要：交流电磁场检测试验台用于验证交流电磁场检测技术的原理,优化海上平台交流电磁场检测系统设计和探讨缺陷定量评估。为此,构建了交流电磁场检测试验台。该检测试验台由函数发生器、功率放大器、检测探头、数据采集器、典型缺陷试样、电动平移台、步进电动机驱动器、PLC及计算机组成。在LabVIEW开发环境下,通过串口通信函数与PLC串口通信,实现了检测扫描的运动控制,通过DAQ助手实现了数据采集的控制;采用生产者/消费者模式实现了检测扫描运动和数据采集的同步控制,为交流电磁场检测试验提供了便利。

摘要：在水下油气开采过程中,油管悬挂器是水下井口核心的承压部件,其性能高低决定开采系统能否持续安全可靠运行。对处于500 m水深的油管悬挂器在下放过程、密封激励建立过程和工作过程3种复杂工况下进行强度及疲劳寿命分析。分析结果表明:油管悬挂器在密封激励建立过程中,最大等效应力为427.01 MPa,最大变形量为0.27226 mm,最小疲劳寿命为12174 d,确定其为最危险工况。对处于密封激励建立过程的油管悬挂器主体分别进行模态及可靠性分析,以全面评估其安全性能;运用Modal模块分析得到油管悬挂器的6阶固有频率都较高,远远高于水下井口涡轮转动频率,不存在共振风险;运用6σ模块分析得到油管悬挂器的可靠性为98.61%,并发现材料的许用应力和外界载荷对油管悬挂器的可靠性影响最大。研究结果可为油管悬挂器的优化设计提供参考。

摘要：为使潜孔钻头布齿更加合理及为钻头结构改进提供理论依据,达到提高潜孔钻头破岩效率、延长其使用寿命的目的,需要了解潜孔钻头端面切削齿的载荷分布。为此,建立了平面、凸面和凹面3种端面形式的潜孔钻头三维模型,以显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA中常用的H-J-C模型为材料模型,并利用H-J-C模型中的等效屈服强度、压力、积累损伤等函数对潜孔钻头的破岩过程进行仿真,分析不同齿圈上切削齿的载荷状态,并将切削齿载荷分解到轴向、径向及切向3个方向,运用控制变量的方法对3种不同端面形式潜孔钻头的切削齿进行力学分析。研究结果表明:凹面潜孔钻头的轴向载荷峰值最大且径向载荷峰值最小;潜孔钻头切削齿载荷的主要差别在边齿及其相邻齿圈的切削齿上,与其余齿圈上的切削齿关系不大;潜孔钻头边齿的载荷最大,易损坏。模拟结果可为切削齿的选择、切削齿的分布及潜孔钻头的结构设计提供依据。

摘要：介绍了一种自行研制的套管表面形貌检测仪的结构、工作原理。以S135钻杆和P110套管为摩擦副,以不同的钻井液(清水和不同成分的泥浆)为中间介质,在套管磨损实验机上进行了磨损实验,采用研制的套管表面形貌检测仪测试了摩擦副磨损表面形貌。测试结果表明,自行设计的套管表面磨损检测仪可检测套管磨损表面形貌,并可用于计算表面形貌参数。结合磨损条件,该检测仪可以分析套管的摩擦磨损性能。

摘要：海洋石油再用油管在长期服役后容易失效而引发井下事故,因此有必要对其进行检测。为此,研制了海洋石油再用油管磁记忆检测系统。该检测系统由上下料机构、传输机构、检测台、控制系统、数据采集系统和检测分析软件等组成。传输机构采用减速电动机带动V字形辊轮的方式,可保证油管传输的稳定性;在检测台上设计了大、小检测环,可实现多规格油管的检测;数据采集系统采集的是油管本身剩磁场的水平分量,水平分量不影响检测结果,因此可实现无盲区检测。现场应用表明,该系统可检测油管的腐蚀、裂纹、管体变形等各种缺陷。

摘要：套管悬挂器是水下井口的关键部件之一,在温压环境等多场耦合作用下容易引发疲劳失效,破坏油气井井筒完整性。为探究套管悬挂器在复杂环境下的力学性能和疲劳损伤变化规律,以南海东方1-1气田某板块的水下井口为例,分析套管悬挂器温度分布和各类载荷,建立基于热力耦合作用的水下井口套管悬挂器精细有限元模型,对比下放、BOP试压、回收下放工具和完井采油等4种工况下套管悬挂器的力学性能和疲劳损伤,并评估温度和BOP重力等敏感性因素对水下井口套管悬挂器力学性能的影响效果。研究结果表明:在热力耦合作用下,等效应力和变形量均显著增加,井口温度对套管悬挂器性能的影响显著;最大疲劳损伤出现在BOP试压工况下,其值为1.23×10^(-4) d^(-1),在该工况下套管悬挂器的疲劳寿命为22.27 a,满足设计要求。研究成果对水下井筒完整性评估及深水钻采安全作业具有指导意义。

摘要：利用交流电磁场检测试验台对交流电磁场检测设备的探头激励装置进行优化设计。选取U形磁芯结构的激励方式,对比分析磁芯材料、磁芯结构、激励线圈结构、激励电压等因素对检测效果的影响,完成激励装置的优化设计。使用设计的激励装置对4种尺寸的典型缺陷进行检测,验证了激励装置的检测效果,使裂纹检测的分辨率达到了3mm。