摘要：目的针对水下节流阀在携砂油气冲蚀下被破坏现象展开研究,揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律,为优化设计和提升水下采油树的安全性和可靠性提供理论依据,保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使用CFD数值仿真软件,采用欧拉-拉格朗日(Eulerian-Lagrangian)流固耦合方法,针对携砂油气冲击节流阀内壁展开数值模拟研究,通过控制单一影响因素(如颗粒直径、油流速度、颗粒质量流量、节流阀开度等),揭示笼套式水下节流阀在不同影响因素下的冲蚀变化规律,并预测极端工况下水下节流阀的冲蚀使用寿命。结果笼套式水下节流阀的冲蚀主要发生在节流孔附近壁面(笼套护套、阀芯壁面的节流孔附近)和节流孔内壁面位置,且随着颗粒直径的增大,冲蚀率逐渐降低;随着油流速度和颗粒质量流量的增大,冲蚀率呈递增趋势;随着节流阀开度的增大,冲蚀率呈递减趋势;在最极端工况下,取1.5倍安全系数,水下节流阀节流孔的使用年限最低可达11 a。结论通过数值模拟与理论计算相结合的方法预测了水下节流阀的冲蚀寿命,提出了一种工程计算的方法和思路,从而保障水下采油树工作时的安全性和可靠性,以期为实际工程起到一定指导作用。

摘要：针对目前我国套筒调节阀设计中存在的需要依靠经验、设计周期较长且设计精度较低等问题,基于流量方程、流量特性方程及开孔几何形状方程,推导满足等百分比流量特性的调节阀套筒开孔布局数学模型,随后选用遗传算法进行模型求解。以某一水下采油树用等百分比套筒调节阀为例,采用建立的设计方法完成了其套筒开孔布局设计。对比分析结果表明:所设计的调节阀过流面积和满足等百分比要求的理想调节阀过流面积之间的误差不超过4.63%;采用Fluent仿真软件建立调节阀数值模型,对不同开度下套筒阀流体域模型进行仿真,其相对出口流量和相对过流面积的最大相对误差为3.45%。研究成果可为等百分比节流套筒的设计提供一种快速准确的方法和理论支撑。

摘要：在“碳达峰、碳中和”目标推动下,风力发电成为重要的可再生能源技术,对能源结构优化和环境保护产生显著影响。在该能源转型的关键领域,风电系统的建模与仿真对系统的安全运行至关重要。首先对大规模直驱风电场进行了基于Meteodyn WT软件的流场仿真分析,分析了风电场特定布局下的风功率密度和湍流强度,验证了风电场内各机组排布的合理性。随后通过DIgSILENT/PowerFactory软件对大规模永磁直驱风力发电系统进行建模,并在软件环境中对风电场机组切机操作和电网侧三相短路等风电场常见故障的系统响应进行了暂态仿真。该研究对理解风电场布局优化、风电系统动态行为分析、优化控制策略具有重要意义。暂态仿真结果表明,该模型能准确模拟风电场中的多种故障类型,并为风电场的规划、设计和安全稳定运行提供有效工具。

摘要：在线数据的不可预知性导致往复压缩机目前的诊断方法在实际应用中的适应性较差。为此,提出了一种多源领域自适应的往复压缩机在线诊断方法。该方法通过多源领域自适应学习,利用多个源域建立预训练诊断模型并保存模型参数。通过在线迁移学习,将多个源域共享的模型参数迁移至目标域,并在训练过程中执行在线学习任务,通过线上反馈的数据调整诊断模型。诊断模型在保留已学到知识的基础上,可在线处理目标域新增数据,能成功应对数据的不可预知性,提高了该诊断方法在实际应用中的适应性。试验结果表明,在源域数量为3时,所提方法在2个场景下在线迁移学习诊断效果较好,平均准确率达到90%以上。研究结论可为往复压缩机在线诊断提供新思路。

摘要：海底悬跨管道作为海洋油气工程的重要组成设施,对于保障海洋油气输送的安全运行至关重要。本文通过OrcaFlex软件构建拖船、拖网线、配重、管道与土体相互作用的数值模型,分析了配重型拖网机翻越管道过程中的力学行为,并探讨了悬跨管道端部支撑刚度、管道刚度和悬跨高度对拖带力的影响。结果表明DNV-RP-F111规范会低估管道所受的拖带力,柔性管道在配重型拖网机翻越会发生显著的侧向位移并导致轴向张力增加。建议工程设计中使用数值模型进行拖带力评估,以提高海底管道工程设计的准确性和经济性。本文数值模拟结果可为建立拖网对海底管道影响的分析标准和方法打下基础,对保证海底悬跨管道服役期间安全运行有重要的工程意义。

摘要：为了提高定向井硬质地层中的机械钻速,设计了一种短长度全金属的复合脉冲钻井提速工具。该工具能同时产生高频低幅的扭转冲击和轴向脉动冲击,且两种冲击为串联结构。基于所设计的工具特点及工作原理,利用理论分析与数值模拟相结合的方式,分析了扭转冲击压降及水力脉冲结构内部流场域,并对工具样机进行了性能试验。研究表明,该工具中扭转冲击喷嘴尺寸越小,扭转冲击压降越大,近似成二次函数关系;试验中,摆锤两端面会产生压差波动,两端面的压力呈正压差、负压差交替波动趋势,表明扭转冲击能够及时完成换向,推动摆锤往复运动;该工具中水力脉冲能产生轴向脉动冲击,且压降随流量增加而增大,近似呈二次函数关系,同时明确了轴向水力脉冲产生轴向冲击的原理。该工具的研制为定向井的提速提效提供了一种新手段。

摘要：多分支水平井是目前煤层气开发的主要井型之一,传统的煤层气多分支水平井主支、分支追求最大限度穿越煤层,其结果可能是煤层垮塌,进尺达不到设计要求,主支不可监测、不可重入、不可冲洗。为此,提出了"主支疏通、分支控面、脉支增产"的仿树形水平井设计理念,将多分支水平井的主支建在稳定的煤层顶板或底板上,分支由主支侧钻进入煤层,再从分支侧钻若干脉支。一个主支与若干分支以及每个分支上的若干脉支,构成了主支长期稳定并可监测和重入维护的仿树形多分支水平井。已在山西沁水盆地成功钻成了该类井型,试验井ZS1平-5H井主支全部在煤层顶板泥岩内,该井顺利完成1个主支、13个分支、26个脉支的钻进工作,总进尺12 288m,见煤后总进尺9 512m,纯煤进尺9 408m,实现了单井万米进尺无事故,并成功实现了主支洗井,为我国煤层气高效开发提供了一种新的井型。

摘要：在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨削力的影响规律。根据磨粒分布理论将单磨粒在磨削加工区域有效集成,建立磨具法向磨削力的数学模型。磨削试验验证表明,磨削深度为1~5 mm时的平均误差约为9.9%,在磨削深度高于3 mm工况时的平均误差仅为1.9%,为焊缝磨削的稳定性控制提供了一定的理论依据。

摘要：针对海域天然气水合物降压开采井身结构和管柱设计的特点,综合考虑水合物储层-生产井动态耦合、井下加热器预热和电潜泵实时排采的影响,建立了水合物降压生产期间井筒气液两相流模型及数值求解算法,提出了基于瞬态多相流实时优化泵排量的生产压差自动控制方法,并利用日本第1次水合物试采和中国南海深水气井现场实测数据对模型进行了验证。结合海域水合物试采的地质条件和环境特征,开展数值模拟研究,检测了不同生产压差控制方法的性能,分析了不同生产设计参数条件下生产管柱内的气液流动特性。研究结果显示,所提出的方法能够准确完成降压目标,而Shimizu方法具有一定的随机性;在水合物降压开采过程中,增大生产管柱的管径、施加井口回压、降低电潜泵的安装深度和提高生产压差均可以降低井内的液位高度,其中井口回压对液位高度的影响起着绝对主导作用,而电潜泵位置的影响最小;当采气管线的管径减小至0.108 m、井口回压低于0.12 MPa、生产压差小于2.16 MPa时,主流管线内会出现连续排水现象。

摘要：结合PDMS三维软件在河北海上平台项目设计中的使用情况,简要介绍了PDMS软件的主要特点以及设计流程。同时还通过与传统的二维设计相比较,指出了利用PDMS三维软件进行设计的优点,并指出了其不足之处;此外,文章还举例说明了根据用户需求对软件进行二次开发的基本方法。