摘要：法兰连接是石油天然气钻采井控装备中常见且至关重要的连接形式,不仅实现了设备间的稳固连接,还为内部介质与外部环境的隔离提供了必要的密封保障,其连接的可靠性在很大程度上依赖于密封垫圈的性能表现。基于参数化建模设计,结合重要抽样方法、有限元仿真及随机搜索算法,系统分析不同结构垫圈的性能响应空间分布特性,并提出一种高效的垫圈自动化设计方法。结果表明:垫圈的性能响应空间呈现出高度碎片化且非线性的分布特征,难以归纳出明确的规律;通过自动化设计优化后的垫圈,满足密封性能要求,其强度相比原设计提升了21.56%。

摘要：采用稠度差值法建立水泥浆触变稠度与六速黏度计读数的关系,进而建立水泥浆触变稠度与水泥浆黏度的关系,并利用Landmark软件模拟分析不同触变稠度水泥浆地面泵压及泵注过程中当量密度(ECD),分析在其他参数不变的条件下稠度对压稳不压漏安全可泵注性能的影响,然后利用落球法测黏度原理,分析不同水泥浆触变稠度(黏度)防气窜能力,提出一种综合可泵性及防气窜能力的水泥浆触变稠度设计方法。结果表明:以某油田高压气井为例,当水泥浆触变稠度为35 Bc时,井底ECD达到地层破裂压力当量密度的临界值;当水泥浆触变稠度为31 Bc时,对直径为1000μm的气泡施加的运移阻力近169 Pa,具有明显的防气体运移能力。

摘要：连续波钻井液脉冲器是随钻测量仪器(MWD)中以强脉冲形式向地面传输数据的关键部件。为满足老井开窗侧钻作业要求,必须解决小尺寸空间下钻井液脉冲器的结构设计、水力冲蚀和信号强度问题。根据实际小井眼尺寸、悬挂钻铤及匹配MWD仪器结构尺寸,确定了小尺寸钻井液脉冲器上悬挂挂接方案及脉冲信号产生方式(连续波),完成了连续波脉冲器的结构方案及关键部件(旋转阀)的设计;以实际脉冲器设计案例(设计参数)为研究对象,并根据实际工况,采用CFD方法对脉冲器(旋转阀)的耐冲蚀性能与脉冲(钻井液压力幅值)产生能力进行了分析;通过响应曲面方法对该脉冲器案例进行了多目标参数优化。研究结果表明:设计研发的小井眼钻井液脉冲器能够满足实钻要求,且优化后脉冲器的最大冲蚀速率降低了7.41%,脉冲信号强度提高了16.24%,工作性能明显提升。设计分析及优化结果可为其在实际设计开发和应用中提供依据。

摘要：2019年中国地下储气库(以下简称储气库)进入高速发展期,气藏储气库面临着部分在役库达产率低、低渗泛连通气藏建库设计难度大等难题;盐穴储气库面临造腔速度慢和储气空间利用率低等挑战;油藏储气库建库机理与相关技术尚处于探索阶段,亟需攻关研究。为此,以破解气藏、盐穴、油藏不同类型储气库建库机理、储气空间优化设计等难题为目标,开展了系列理论研究与技术攻关。研究结果表明:(1)形成的在役库提高上限压力优化、大型低渗泛连通气藏建库、储气库群协同调峰优化等技术,助力气藏储气库高效建设与扩容增产;(2)建立的大井眼与水平井造腔、残渣空隙空间利用预测技术,指导了盐穴储气库高效造腔与储气空间利用最大化;(3)创建了气液高速交互滚动排驱仿真模拟与周期注采油气体系相行为模拟实验技术和油藏,形成了油藏建库驱替—传质耦合库容量预测方法,形成了油藏建库协同提高原油采收率的新模式;(4)复杂地质条件储气库高效建设运行和地下空间多元综合利用是未来增强储气保供能力和实现“3060双碳”战略目标的重要举措。结论认为,研究成果有力支撑了中国储气库快速发展,近5年来气藏、盐穴、油藏储气库建库能力全面提升,保障了储气库工作气量由100×10^(8) m^(3)向200×10^(8) m^(3)翻番增长,对我国地下储气库建设和地下空间综合利用具有重要指导和借鉴意义。

摘要：无线电能传输系统是全电控智能井的重要组成部分,为井下测控设备提供可靠和高质量电能,然而其设计方法的缺失已成为限制国内全电控智能井研发的关键技术之一。为此,对井下无线电能传输系统的设计进行了深入研究,在分析谐振式无线电能传输技术的基础上,根据脱接头实际结构完成了松耦合变压器设计。Maxwell软件对匝数比为n∶m松耦合变压器(8≤n,m≤12)仿真结果表明,匝数比12∶12的松耦合变压器的发射线圈和接收线圈,不仅具有0.844的耦合系数,而且2个线圈电感量之差仅为2.83%,是研制无线充电系统的理想选择。仿真分析了发射线圈和接收线圈径向上的距离和轴向上的偏移对耦合系数的影响。使用场路耦合仿真的方法对无线电能传输系统进行了仿真,分析了无线电能传输系统的输出电压和谐振电流等关键波形,结果显示,无线电能传输系统的效率达到了48.29%,可以满足井下电能传输需求。研究结果可为石油井下设备无线电能传输系统的设计提供一定的参考。

摘要：为论证圆筒型FPSO(浮式生产储卸油装置)在南海油田开发项目中的适应性,对其运动响应特性及抑制方法开展了研究。建立了波浪-圆筒型FPSO-系泊系统的时域耦合数值模型,系统分析了圆筒型FPSO的摇摆及垂荡运动特性。结果表明,与船型FPSO相比,圆筒型FPSO低频摇摆运动响应更加显著,占比接近50%;与船型FPSO摇摆运动由波频主导不同,圆筒型FPSO低频摇摆响应主要来自低频二阶差频波浪载荷。通过模型试验验证了数值分析结果的可靠性,进一步提出通过降低重心及优化垂荡板形式可使圆筒型FPSO摇摆运动下降4%~10%。研究结果为同类圆筒型浮体结构的总体设计提供了参考。

摘要：【目的】美国、欧洲是世界上最早建设纯氢管道也是目前纯氢管道建设较为集中的地区,现有纯氢管道分别达2600 km、1770 km,近年来欧洲更是规划了超过30000 km的纯氢管道网络,积累了较多成功经验,中国在构建新型能源体系过程中可借鉴其先进做法开展中国纯氢管网规划与建设。【方法】通过系统梳理欧洲纯氢管道路由、技术参数及建设计划,总结其规划特点及先进经验,同时对比分析中国纯氢管道建设与规划现状,讨论形成中国纯氢管网发展建议。【结果】欧洲纯氢管网规划呈现3个特点:①各管道公司通过组成组织机构或联合项目,共同开发地区纯氢管网,管网连通性、灵活性、协调性均较强;②管道最高设计压力10 MPa、最大管径1200 mm、最大设计输量200×10^(4)t/a,加速向大口径、高压力、大输量方向发展;③纯氢管网规划大量依托原有天然气管网基础设施,超过50%由现有管道改造而来,部分新建管道也计划沿现有管道路由敷设,从而降低管道建设投资,提高管道资产、土地资源利用效率。【结论】借鉴欧洲纯氢管网规划建设先进经验,对中国纯氢管道规划建设提出3个建议:①在国家层面推进纯氢管网顶层规划,全国一盘棋,避免重复建设,提高资产资源利用效率;②布局开展油气管道改输氢气的相关技术研究,形成必要的技术与标准体系;③新建天然气管道在设计阶段需考虑后期改输氢气的可行性。

摘要：为了设计、分析和优化一型大起重功能的桁架式自升式风电安装船的桩靴,确保桩靴按期备料、下料并开工建造,针对桩靴初始结构设计,采用中国船级社规范要求的2种加载方法,考虑预压载、偏心、正常操作以及风暴自存工况等,通过SESAM软件进行初步结构强度分析。在此基础上对桩靴结构强度进行局部加强和设计优化,对整个桩靴内部板厚、舱壁板和开孔布置等进行二次优化设计,实现桩靴优化减重,降低材料成本,保证桩靴整体结构强度和运行安全,并形成一套完整的桩靴结构设计分析及优化方法。研究成果可为自升式风电安装船桩靴结构设计方案评估及系列化设计建造提供参考。

摘要：随着石油化工企业的发展,管道介质多样化、设备智能化使地上和地下管线敷设越来越繁杂,各种管线的布置与用地之间的矛盾凸显,科学合理的管线综合设计变得尤为重要。文章汲取市政管网、钢厂以及炼化企业的管线综合设计经验,提炼出适应油气站场的管线综合设计思路,结合工程设计实践经验,着重对管线综合设计过程要点进行梳理、分析,并提出管线综合设计方面的一些建议。

摘要：为了应对金属矿山狭窄场地中永久井架安装过程中面临的空间限制和施工难题,采用基于模块化设计的快速安装技术。通过设计井架总体架构、主承重模块、辅助设施模块和运输设备模块,研究了模块化设计的实施过程,包括现场准备、模块运输与安装流程。结果表明,模块化设计能够明显提高安装效率,减少施工周期,并有效解决了传统安装方式的安全与操作难题。