摘要：研究了石油制氢装置在新形势下的工程应用,分析了制氢需求变化、石油制氢的基本原理、装置工程设计、反应器优化、热能回收、安全预防、仿真优化等方面。结果表明,为确保高效、安全、清洁的氢能生产,石油制氢装置的工程应用需要持续地技术创新与管理改进,特别是在产氢量控制、工艺流程优化、设备设计等方面,确保氢能生产更高效、更安全。

摘要：以某储气库压缩机为研究对象,分析气阀结构及阀片材料性能,根据工况参数开展气阀的运动状态模拟,设计出阀片运动规律仿真可视化图形用户输入界面,实时显示计算结果及阀片运动模拟曲线,降低研究开发的成本,为储气库气阀可靠性设计提供参考。

摘要：天然气压缩机主机是工业领域中重要的能源设备,而十字头作为压缩机主机的重要组件,对压缩机的性能和稳定性具有重要影响。十字头工装作为十字头制造和维修的关键工具,其设计与改进对于提高压缩机性能和降低能耗具有重要意义。使用Ansys Workbench对十字头工装强度进行有限元分析,得到了螺钉与法兰连接处为应力集中的地方,十字头受到应力为52.06 MPa,小于等效应力160 MPa,在不同工况下,十字头的质量对工装的应力影响较大,螺钉受到预紧力的影响较为敏感。有限元论校核结果表明,工装设计符合要求,为天然气压缩机主机中十字头装配工装安全使用提供论支撑。

摘要：针对气驱采油用往复式压缩机需要服务不同注气井口、排气压力高、管线布局复杂等问题,开展了高转速气驱采油箱式集成压缩机设计研究。首先进行了往复式压缩机选型,确定压缩机型号;然后建立了电机-联轴器-压缩机扭振分析模型,确定曲轴转动惯量和扭转刚度;最后对压缩机轴系进行了扭振分析,优化了联轴器、飞轮转动惯量,避免了轴系共振。该研究成果弥补了国内油气开发需要35~52MPa增压设备的空白。

摘要：螺杆钻具十字万向轴是传递扭矩和转速的关键结构,其运动副中锁紧轴与球座之间产生相对滑动而导致本体结构加速磨损,显著降低了万向轴的使用寿命。为研究锁紧轴与球座的圆弧面半径对滑动磨损的影响规律,建立多种圆弧面半径的三维磨损仿真物理模型;基于赫兹接触理论和Archard磨损理论研究不同半径条件下的体积磨损量、最大变形量、最大滑移距离和最大穿透深度的变化规律;借助现场试验进一步研究非密封十字万向轴的锁紧轴和球座之间滑动磨损后所呈现的结构形态和易磨损区域分布。结果表明:在一定范围内,随着圆弧面半径逐渐增大,体积磨损量呈现先减小后增加的趋势,最大滑移距离和最大穿透深度逐渐减小,最大变形量受圆弧面半径的影响较小,推荐最优半径为28~30 mm。仿真分析和现场试验结果表明,锁紧轴和球座侧滑会导致锁紧轴圆弧凸面沿圆周方向出现明显的磨损且边沿处出现“尖角”,球座圆弧凹面边沿厚度减小,形成环形凹槽且呈“卷曲变形”。该研究可以为十字万向轴的运动副的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

摘要：十字万向轴对于螺杆钻具的扭矩与转速传递具有重要作用,然而十字万向轴的运动磨损使得传递效率大大降低。为探究十字万向轴啮合面的运动规律与防磨合金块的磨损规律,建立十字万向轴多体运动和合金块体积磨损量计算的联合仿真物理模型;依据赫兹接触理论和Archard磨损理论对仿真模型的接触边界条件进行设定,对磨损条件进行定义,研究共轭运动副啮合面之间的运动规律与接触力的变化规律;以多体运动仿真求解所得啮合面的运动路径和接触力峰值作为防磨合金块磨损分析的边界条件,研究不同结构形态对防磨合金块体积磨损量的影响规律。结果表明:当运动啮合稳定后,啮合面会产生沿着切向与轴向的合成方向做往复滑动摩擦运动,接触力呈现周期性波动规律;接触面不同结构形态与关键结构参数对合金块的磨损量有显著影响,采用凹双斜面结构可有效提升合金块的耐磨性。该研究可以为十字万向轴的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

摘要：深水油气资源储量丰富,勘探开发前景十分广阔。井筒压力预测与精准控制对于提高深水油气钻井成功率及施工效率至关重要。为了避免钻井过程中喷、漏、卡、塌等井下复杂情况的发生,其关键点是对井筒压力进行精确预测,进一步采取有效的压力控制措施。以井筒压力预测模型为前提、压力控制为主线,系统阐述了深水油气钻采的单相流、多相流井筒压力预测模型以及单梯度、双梯度、多梯度控压钻井方法基础研究的新进展。结合目前井筒压力预测与控制方法的研究现状,提出了控压钻井技术的重点攻关方向,如酸性气体气侵后井筒流动规律、多梯度控压钻井新方法与配套装备、智能化钻井与井控系统等。该研究成果可以为控压钻井的理论发展与工艺设计提供一定的参考。通过对比研究国内外海洋控压钻井技术的特点、核心装备、工作原理及适应性等,明确不同控压钻井技术的优势与不足之处,综合考虑中国深水区域的地质结构、施工环境与经济效益,对控压钻井技术的发展提出相关建议。

摘要：为了探究振荡螺杆中动阀片的旋转角度对内部流场的影响规律,同时确定工具样机在不同排量下的关键性能参数,以上接头和振荡短节之间的流体域作为研究对象,建立流体仿真物理模型,研究动阀片在0°~360°范围内旋转时,动静阀片通孔处的过流面积、阀心运动轨迹、静阀片进出口压降随角度的变化规律,以及阀孔直径对压降和振荡力的影响规律。利用自主研制的螺杆钻具整体测试系统对振荡螺杆样机在15~38 L/s排量下的关键性能参数进行了测试。研究结果表明:动阀片偏心旋转1周,阀心运动轨迹以45°为周期,其轨迹形态呈中心对称分布的“花瓣型”;通孔处有效过流面积和静阀片进出口压降以50°为周期从最大值至最小值交替变化;室内测试结果确定了常用排量条件下的性能参数范围,验证了振荡螺杆样机的可靠性和稳定性。研究结果可为振荡螺杆的结构优化设计提供参考。

摘要：为了对多梯度钻井井筒压力梯度的变化规律进行研究,对井下过滤分离器附近的关键井段进行了分析,自主研制了多梯度钻井室内模拟试验系统和新型井下过滤分离器。首先对该试验系统的重要结构与功能进行了介绍;然后对井筒压力梯度测试试验的工作原理和基本流程进行了阐述;最后基于该室内试验系统,开展了不同排量、空心球直径、密度、质量浓度和流体黏度对模拟井筒内压力梯度分布规律的影响试验。试验结果表明:排量和空心球物性参数或流体黏度对井筒压力梯度分布有显著影响,环空内存在明显的压力梯度变化;分离器上部环空内的压力梯度最小,分离器处环空内的压力梯度略高于其下部环空内的压力梯度。研究结果可为多梯度钻井井筒压力控制的相关理论研究和控压钻井工艺设计提供一定的参考。

摘要：螺杆马达是螺杆钻具的动力总成,其截面线型直接影响自身的各项工作性能。良好的工作性能是螺杆马达的设计目标。为获得工作性能良好的螺杆马达,首先,根据螺杆马达的工作原理和结构特点,提出了其效率、密封腔可靠性和稳定性的评价准则。然后,通过建立螺杆马达流固耦合三维有限元模型,基于显式非线性瞬态动力学方法分析了短幅内摆线螺杆马达密封腔接触带的接触力在不同负载工况下的变化情况。最后,基于螺杆马达效率的评价准则,针对影响短幅内摆线螺杆马达效率的关键因素,设计了一种类圆弧线型螺杆马达,并通过数值模拟和实验证明了该螺杆马达具有较好的工作性能。结果表明:在相同的负载工况下,相较于短幅内摆线螺杆马达,类圆弧线型螺杆马达密封腔的稳定性和可靠性更好,且在较高负载工况下具有更好的工作性能。研究结果为后续高性能螺杆马达的线型设计奠定了基础。