摘要：针对螺旋升角型卡瓦齿的卡瓦与管柱接触特性不清晰而造成卡瓦夹持性能无法准确评价等问题,采用理论方法分析卡瓦管柱相互作用受力,通过数值模拟方法,建立卡瓦-管柱-卡瓦座全尺寸相互接触有限元模型,开展了不同轴向载荷和摩擦系数下卡瓦和管柱的Mises应力和接触应力分布规律等接触特性研究,得到在轴向上,由底部往顶部逐渐减小,在周向上为非完成对称分布,且存在应力集中位置,卡瓦与管柱相比所受的Mises应力较大,接触应力较小;随着轴向载荷增大,Mises应力和接触应力都增大,随着摩擦系数的增大,Mises应力和接触应力都减小;在设计和实际使用中应着重考虑应力较大的部件和位置,在大载荷工况下,建议通过改变卡瓦材料、卡瓦齿形状等方式来增大摩擦系数,从而提高卡瓦在大载荷工况下的夹持性能,同时又可防止夹持力过大造成管柱被咬合过深而损坏。研究成果可为卡瓦的设计及夹持性能的评价提供理论指导。

摘要：为了探究预制槽长度(L_(c))、再制造路径对熔池热循环曲线、冷却速率以及残余应力峰值的影响规律,基于热-弹塑性理论和有限元法,利用Simufact welding软件建立了17-4PH板再制造的热力耦合有限元模型,分析了再制造件的温度场和残余应力的分布规律。结果表明,相同路径与交叉路径再制造温度循环曲线变化趋势相同;除预制槽长度为12W外,随着焊缝数量的增大,冷却速率逐渐增大。交叉路径的残余应力峰值略小于相同路径的残余应力峰值,垂直焊缝方向上的残余应力值小于沿焊缝方向的值;沿焊缝方向上的残余拉应力最大值在最后一道焊缝的熄弧端及邻近的母材区,垂直焊缝方向上残余应力的峰值发生在在第一道焊缝中间位置及其邻近母材区域上。为避免高的残余拉应力,预制槽的长度应不小于16W,预制槽长度为4W时的残余应力值均大于其他预制槽长度的值,因此,再制造时预制槽的长度不应过短。研究结果能够为17-4PH零件再制造的预制槽设计、再制造路径的优选、残余应力调控提供参考。

摘要：油气钻井工程实践表明,利用高压射流辅助破岩是提高深井机械钻速的有效途径,而井下增压技术是一种产生高压射流的方法,井下增压系统装置的稳定性、可靠性是该技术工业应用的关键。为此,围绕井下增压系统配套的关键工具进行了研究与实验:①优选的螺杆增压器可将螺杆钻具输出的旋转运动转换为轴向往复运动,达到对部分钻井液实施增压的目的;②依据室内实验获得的不同喷距、射流角度下高压流体对岩石的冲蚀数据,研制了与螺杆增压器适配的超高压双流道钻头;③在地面采用清水作为试验介质进行了测试,高压喷嘴直径1.5 mm,泵压为4 MPa,排量18 L/s,地面测试期间高压喷嘴出口明显可见脉冲高压射流,井下螺杆增压装置运行稳定。在5口井上完成钻井总进尺1 015 m、纯钻进时间206 h,与邻井相比平均机械钻速提高了51.4%。试验结果表明,该井下增压系统在钻井作业中提速效果明显、设计合理、工作可靠。

摘要：旋转防喷器是钻井过程中用于控制井口压力的关键设备。它允许钻柱在承受井筒压力的情况下进行旋转和轴向移动,以确保钻井作业的安全。鉴于其在钻井安全中的重要性,旋转防喷器的产品质量至关重要。为此,必须对旋转防喷器进行严格的出厂检验。在检验过程中,试验装置的机架作为核心组成部分,其可靠性对于旋转防喷器的动态模拟试验至关重要。文章详细阐述了机架的设计过程,包括许用应力分析、焊缝强度分析、立柱强度校核以及整体强度分析,以确保机架的可靠性。通过这些计算和分析,确定了机架的最优结构参数。此外,通过应力测试、无损检测以及承压起下钻寿命试验,验证了机架设计的承载能力和稳定性,从而确保了旋转防喷器试验装置的高效性和准确性。这些措施共同保障了旋转防喷器在实际应用中的安全性能。

摘要：CO_(2)驱油技术因能显著提高油藏采收率而在各大油田得到广泛应用,但采出液中CO_(2)含量的升高却使得地面集输管道腐蚀现象严重。针对地面集输管道CO_(2)腐蚀问题,开展了腐蚀产物膜影响下CO_(2)腐蚀速率预测研究。依据腐蚀热力学和腐蚀动力学理论,考虑流体流动、电化学反应、传质过程等多场耦合作用,在Nesic等研究的基础上引入腐蚀产物膜对离子传质扩散系数的影响因子,提出了新的腐蚀预测机理模型,并对化学、电化学及传质计算进行了改进。利用文献中实验数据对模型的预测结果进行了对比与验证,结果表明,腐蚀预测模型与实验数据吻合情况良好,在腐蚀产物膜存在的条件下能够实现腐蚀预测速率的有效修正,进一步提高了CO_(2)腐蚀预测机理模型的适用性和准确性,为油气生产和加工输送管道及相关设施设计提供一定参考。

摘要：针对同频激励单质体振动系统筛分效率低和隔振性能较差的问题,提出了一种多转子二倍频双质体动力减振系统模型。为探明系统的动力学特性,研究了隔振性能和电机同步机理。首先利用拉格朗日法,建立了系统多自由度动力学模型。并应用传递函数法计算了各质体的稳态解。再运用改进小参数法和李雅普诺夫判据,确定了系统实现二倍频同步的必要条件和同步稳定性准则。然后采用数值分析法,确立了激振频率、转子质量比和电机位置等系统参数与隔振能力、同步状态和同步稳定性的关系。最后设计了实验样机,验证了理论模型、数值分析方法和振动系统仿真结果的正确性。研究发现,偏心转子质量和电机安装位置显著影响激振电机的同步性,电机之间安装距离越远,系统的同步性越强;同时,当低频电机激振频率越接近振动质体的固有频率时,振动隔离效果越好。

摘要：侧门是闸板防喷器中的关键部件。建立了闸板防喷器侧门的三维实体模型,用Solidworks有限元分析软件对侧门进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了侧门密封圈应力应变情况,同时,在侧门承受35MPa均匀压力作用下,得出了原始侧门与改进后侧门的应力、应变和内轮廓的变形量,最后提出相应的分析及其改进措施。为验证设计的可靠性、合理性及进一步改进设计提供了依据。

摘要：针对电缆护套断裂伸长率的人工测量方法精度差、自动程度低的缺陷,提出一种基于双目视觉的自动测量方法.首先采集试样拉伸视频,对首帧图像采用基于信息熵的算法定位2个圆环标记符圆心坐标,若正确识别则使用圆心坐标作为标记点,否则选取立体匹配结果良好的SURF特征点中距离圆心最近的点作为标记点;然后用金字塔L-K光流法追踪隔帧采样后的护套拉伸视频中的标记点,基于计算出的标记点三维坐标和加速度判定试样断裂的粗略帧位置,再回溯2个采样间隔进行逐帧检测,最终精确定位断裂帧并计算断裂伸长率.在电缆护套质检现场进行实验的结果表明,以240帧/s高速相机的测量结果作为真值,采用所提方法测得断裂伸长率的测量均方根误差为7.13%,低于人工测量方法的21.84%,处理速度达到了107.8帧/s,在实际应用中能明显提升检测的精度、速度和自动化程度.

摘要：针对水平井压缩式裸眼封隔器存在的密封性差、坐封力低、胶筒与井壁间存在间隙等问题,对其密封结构进行改进与优化,设计出一种凸球形隔环和凹球形胶筒组相结合的新型密封结构。运用ABAQUS软件模拟密封结构封隔器胶筒的坐封情况,获得胶筒组轴向接触压力的分布规律,并分析胶筒硬度和摩擦因数对接触压力的影响。结果表明:新型密封结构凸球形隔环在轴向压缩胶筒的同时也起径向压缩作用,提高了胶筒与井壁和中心管间的接触压力,增强了封隔器的密封性能;胶筒与井壁间的接触压力随着胶筒硬度和摩擦因数的增大而增大,但过大的摩擦因数会导致下胶筒接触压力明显减小,应选择硬度和摩擦因数合适的胶筒,从而保证封隔器的密封可靠性。

摘要：利用交流电位梯度(ACVG)方法对某油田中央处理厂埋地管道进行外防腐蚀层检测后,发现管线的防腐蚀层发生了严重的破损,在对区域内管线的土壤电阻率进行检测后证实管线处于较强的腐蚀环境中。根据区域内管线自然腐蚀电位、绝缘接头性能、接地系统的测试结果,确定了采用区域阴极保护方式对该区域埋地管线进行保护。采用BEASY软件构建埋地管线模型并进行网格划分,通过馈电试验和实验室土样测试结果确立了区域阴极保护设计的边界条件,采用深井阳极和深井阳极+浅埋阳极2套方案共计6种算例进行数值模拟分析,最终得到6支深井阳极或5支深井阳极+29支浅埋阳极的优化方案。