摘要：高压管汇活动弯头作为管汇布置连接的关键部件,极大程度上影响着油田现场的施工安全及作业效率。本文开发了非滚子结构的活动弯头试验结构。基于商业软件Abaqus,利用有限元仿真计算分析了试验工况下结构的强度和变形。结果表明,在试验压力下活动弯头空腔最大应力出现在母接头的环槽与挡圈的接触部位,应力大小为454.4MPa,最大位移为0.3938mm;活动挡圈的最大应力为542.3MPa,最大位移为0.2617mm。在试验压力下结构满足应用要求。仿真计算结果为活动弯头的试验研究和产品设计提供了参考。

摘要：为探究高压管汇活动弯头活动节在现场油气田使用过程中滚道易出现点蚀现象的原因,选取某厂型号为φ130.2 mm-105 MPa(5 1/8 in-15 000 psi)的大通径活动弯头作为研究对象,采用有限元分析软件研究不同滚道轴向间距、径向间距、滚道半径对滚道接触应力的影响规律。研究结果表明:随着活动弯头滚道轴向间距的增大,最大接触应力呈现增长趋势;随着径向间距的增大,最大接触应力总体呈现上升趋势;随着滚道半径的增大,最大接触应力呈现先降低后增大的趋势,在滚道半径为9.66 mm时达到最低。针对活动弯头活动节第一滚道相较于其余滚道接触应力较大的现象,通过对弯头结构分块解析,发现弯头偏载原因主要为弯头不同部位的结构刚度存在差异,且管壁内压是导致弯头偏载的载荷来源。指出管壁内压直接作用于外接头,导致外接头滚道最大接触应力比内接头大。研究结果可为活动弯头活动节进一步优化设计提供参考。

摘要：为探究考虑颗粒间相互作用的高压管汇冲蚀磨损机理,通过计算流体力学方法研究了高压管汇固液两相流的速度、压力、湍动能和湍流耗散率,通过正交试验设计25组仿真,对比分析DDPM模型和DPM模型的数值模拟结果,得到工况参数、空间夹角、颗粒特性对高压管汇冲蚀速率的影响规律。结果表明:在用计算流体动力学方法对高压管汇进行冲蚀磨损数值模拟时,DDPM模型对高压管汇岐型三通冲蚀磨损的预测精度好于DPM模型;空间夹角在60°~90°时,最大冲蚀集中在三通相贯线和相贯线两侧面;空间夹角在30°~45°时,最大冲蚀集中在三通相贯线处;随着颗粒形状系数减小,流速4 m/s到12 m/s,冲蚀速率逐渐增大,最大冲蚀速率变大1.4倍,并在流速最大时达到峰值;结论可为高压管汇结构优化和剩余服役寿命预测提供理论支撑。

摘要：压裂车泵头体里面的柱塞泵以及连杆会产生较大振动,与泵头体相接的高压管汇在工作时会产生共振等危险。对于高压管汇流固耦合分析和改进安装约束方式综合考量的研究鲜有涉及,且在固有频率附近的响应情形尚不明确。为此,基于空挡位和单向流固耦合的模态分析方法,对比分析高压管汇的固有频率和振型,并对工况丁进行谐响应分析,揭示了改进约束方式对提高固有频率的影响规律。研究结果表明:无论是否增加固定约束,在流固耦合模态下比在空模态下的固有频率均要高2%~6%;改进约束方式后管汇的前3阶固有频率是改进前的2~3倍;管汇在改进前主要在中间直管段的上下、前后弯曲摆动,改进后变为上下、左右摆动,且管汇振动主要集中在中间直管段;在X方向上的位移、加速度、应力和应变谐响应峰值均比在Y和Z方向上的要高。研究结果可为高压管汇的设计以及增加固定约束的方式提供理论依据。

摘要：针对目前送丝机构存在的送丝速度不稳定等问题,提出了以8051单片机为核心的自动控制方案。在介绍送丝机构原理的基础上,通过总结现有送丝机构的特点,采用AUTOCAD2005软件绘制了送丝机构总装图,并对送丝滚轮、导电嘴、焊丝盘等全部零件进行了设计计算,选择了配套标准件;以PROE三维设计软件绘制的送丝机构三维立体图,可从多方面展示了所设计的产品,并检验了整套机构的装配性能。围绕拟定的自动控制方案,以8051单片机为核心设计了具体应用电路,并对主要执行部件——步进电机进行了选型设计,从脉冲分配、电机转向、驱动要求等方面提出了对控制系统的要求,给出了以汇编语言编写的主要控制程序。全套系统功能完善,结构简单,具有送丝稳定、调节方便、适应能力强等特点。为方便用户使用,最后给出了整套送丝机构的故障类型及维修方法。

摘要：清水替浆工艺在页岩气区域首次成功应用,该工艺会在下一步固井施工中得到推广应用。清水替浆套管内外静液压差大,施工压力高,对施工设备有极高的性能要求。本文设计的高压管汇远程控制系统专为清水替浆而设计,该装置采用电控液方式,实现缓慢泄压、且体积小、线路简单,运用PLC加计算机的方式,使其高压管汇远程控制安全、简单、稳定、有效。

摘要：为了研究和改善油气资源钻井工程中高压管汇系统受到流固体冲蚀的影响,本文根据近井口常规管汇布置情况,建立了0°、45°、90°三种角度弯管模型,并根据计算流体力学基本理论,结合实际工况,对压裂弯管内部流场进行数值模拟,最后设计了0°与45°压裂安装角度管汇布置结构,并根据此3种弯管安装角度及弯管材料选用,进行了室内冲蚀试验研究,得出了如下结论:(1)在不同的安装角度下,随着冲次增大,流体出口速度越大,在任何安装角度下,弯管部位会发生较大的速度波动,因此速度波动太大弯管部位会受到严重冲蚀;(2)高速流体冲蚀区域主要分布在近井口压裂头部位的管道入口位置,在两种错位情况下,管汇整体流体速度由出口到入口逐渐变小;(3)压裂头部位5个出口部位存在较大的冲蚀速度,速度和压力呈现阶梯状的变化,中间有压力和速度稳定时期,速度大的位置压力小。当安装角度为0°和45°时,流体的冲击速度会较小;(4)42CrMo防冲蚀能力较强,管道材料选用42CrMo有助于延长管道使用寿命。

摘要：海洋石油钻机模块是海洋钻井的核心模块,其中涉及到的高压泥浆、固井、节流压井系统设计压力一般在5000~10000psi,试验压力更是达到了15000psi。高压管线的材质一般为ASTM4130或同等性能级别的材质。该工艺管线在钻井作业中极其重要,工作环境复杂,施工作业条件苛刻。本文通过对该材料材质的分析、机械性能的试验,研究ASTM4130材料的焊接性能,选择合理的焊接工艺,为今后海洋钻机高压管线焊接提供技术参考。

摘要：活动弯头在油田现场使用过程中,接头处的滚珠轴承出现点蚀及明显的压痕,影响其正常使用。为分析其破坏的内在原因,先试验得出材料在室温压缩下的应力应变数据,然后对现有3类活动弯头的滚珠轴承进行弹塑性有限元接触分析,测出其内圈滚道接触应力的分布,对比得出相对优良的结构。分析结果表明:三台阶活动弯头的结构相对合理,但存在3列滚道应力分配不均匀现象。根据分析结果及实际情况,对现有的结构进行改进设计,提出一种新型活动弯头结构,并对其进行有限元接触分析。分析结果显示,改进后的结构不仅整体应力水平降低,三列滚道的应力分配也更加均匀。研究结果对活动弯头的结构改进及现场应用具有一定的指导意义。

摘要：压裂过程中高压管汇的运行稳定性对于保障油气田开采具有重要意义,很有必要对高压管汇的流固耦合振动特性进行研究。为此,采用ANSYS Workbench软件对高压管汇模型进行振动特性分析。分析结果表明:最大振幅位置处z方向振幅最大,x、y方向振幅相对较小,实际施工时应对z方向进行约束;随着入口平均流速增大,管汇的最大振幅和最大等效应力均不断增大;随着入口流速脉动幅值增大,最大振幅不断增大,但对最大等效应力影响不大;随着入口激振频率的增加,高压管汇的最大振幅和最大等效应力均先增大后减小,当激振频率与管汇固有频率相等时,高压管汇最大振幅和最大等效应力同时达到最大值。研究结果可以为压裂高压管汇设计提供理论参考。