摘要：运用CFX和ANSYS Design Exploration,采用中心组合法和响应面法计算了新型控压钻井节流阀阀盖长度、阀盖外径、阀腔内径单一参数和双参数关于阀芯平均质量损失的克里金响应面,结果表明这些尺寸对阀芯的平均质量损失影响显著。为增强阀芯耐冲蚀性,提高节流阀使用寿命,采用多目标遗传算法对上述尺寸进行了优化。优化后阀芯的平均质量损失减弱30.2%,阀芯对称面轮廓线上各点随x坐标冲蚀率的变化表明大部分点冲蚀率有明显减弱,阀芯背部冲蚀率减弱最显著。

摘要：在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取环量密度分布规律,设计了涡轮钻具的叶型骨线,并采用六次多项式对叶型骨线进行光滑。再次,根据翼型库中翼型的表达方式,研究了沿叶型骨线加厚叶型的方法,得到了有厚叶型,并确定了厚度圆与叶片吸力面和压力面型线的切点计算方法,提供了叶片在制造时的必需坐标点。最后,根据工程数据,设计了某型涡轮钻具的叶型,采用CFD软件对其叶型进行了流场仿真。仿真结果表明叶型性能优良,证明了奇点分布法在涡轮钻具叶型设计中的可行性,特别是对设计高速涡轮钻具更是一种行之有效的方法。

摘要：针对连续管作业机在现场作业过程中频繁发生连续管溜管、咬伤等问题,提出摩擦系数区间对连续管安全夹持的影响研究。利用实验研究和数值计算相结合的方法,在不同轴向力和夹紧力工况下,研究摩擦系数对连续管等效应力、等效塑性变形及连续管位移量的影响。以连续管屈服强度和2‰塑性变形为评判依据,得出连续管安全夹持摩擦系数允许区间为0.4~0.6。该研究为连续管安全作业具有一定的指导意义,并为夹持系统设计提供科学依据。

摘要：水力振荡器主要应用于大位移水平井钻进，能有效降低摩阻，增加井底钻压，提高机械钻速。主要从这种新型井下工具的室内试验情况进行研究，论证该工具的试验指标与理论计算的一致性问题。测试目的在于测定水力振荡器在不同来流条件下的振动加速度与压力脉动情况，为其理论分析与计算提供对比的依据。通过对比分析稳态和瞬态工况下时域内的振动峰值、有效值、对比分析频谱瀑布图，可以得出试验结果与该工具开发设计时的理论计算结果基本一致。

摘要：传统手动吊卡采用全手工操作,操作人员劳动强度大,安全性低。为此,研制了自动翻转吊卡,并对关键部件翻转机构进行了优化设计。首先根据几何空间要求确定了需要优化的参数,然后将设计的虚拟模型导入到Admas软件中进行运动学和动力学仿真。通过分析确定了最优点,并依据最优点加工了自动翻转吊卡。实验证明,翻转机构可以很好的实现吊卡翻转,仿真结果与实验结果误差较小。

摘要：针对传统悬挂式封堵器的被动封堵模式难以一次成功封堵的缺陷,研制了一种球状双封封堵器。该封堵器具有球状一体化设计,在球形中部放置两个可通过液压缸压缩的密封胶筒,由此实现对管道的主动封堵。设计了用于1 016 mm管道的球状双封封堵器的结构,并对球状双封封堵器的封堵能力进行了分析。结果表明:球状双封封堵器在介质压力为10 MPa的1 016 mm管道中,封堵机构内置的驱动液压缸提供20 MPa的载荷时,密封胶筒的最大封堵能力可达13.93 MPa,能满足压差10 MPa的要求,可以实现一次性成功封堵,因而提高了工作效率,使管道封堵作业的安全性更高。

摘要：水下平板闸阀阀座密封的可靠性和稳定性直接影响水下生产系统的正常运行。通过对水下闸阀密封试验测试、几种典型阀座密封结构及密封机理、闸阀关键部件材料选择和热喷涂技术等进行阐述,得出水下闸阀阀座密封结构设计要求点,即首先根据油气介质的工作压力、气质条件来确定密封方式;其次是设计的阀板与阀座金属密封面在低压状态下必须具有自密封性;再者是设计的阀板与阀座需始终保持浮动状态;最后是应选择合适的阀座与阀板密封面喷涂材料及喷涂工艺。建议我国应加大水下闸阀阀板与阀座金属密封面涂层材料的自主研发,深入研究热喷涂后的腐蚀行为测试方法,确定不同工况下涂层材料的选择方案及依据。研究内容可为我国的平板闸阀国产化研制提供参考。

摘要：注入头是连续油管下入和起出油井的核心部件,为连续油管的起升和下放提供动力。注入头用于起下油管的摩擦力是由夹紧油缸提供的正压力产生的,正压力通过滚动轴承施压到夹块上,进而抱紧油管。确定准确的摩擦系数来设计出合适的夹紧油缸是注入头能否正常运行的关键,通过对连续油管摩擦系数测量试验装置方案设计与相应的试验方法制定,并模拟实际井场工况,得出油管在不同工况下的摩擦系数,为油田现场使用的夹紧压力曲线提供指导。

摘要：顶部驱动装置具有钻进效率高的优点,其传动部件是整个装置的核心。分析了3种传动方案的特点,根据设计要求选择二级齿轮传动结构作为传动方案。对二级齿轮传动进行了设计。在此基础上,对第二级齿轮传动进行了有限元强度分析,分析结果表明在最大输出扭矩下,齿轮的最大应力为273.7 MPa,安全系数为3.25,说明所设计的齿轮传动具有足够的强度。