摘要：针对国内外现有高压井口采气树装置中存在的可靠性低、密封性能差等问题,设计一种EE级78-140高压井口采气树。对高压卡套接头、顶丝填料、金属密封结构等主要零部件进行设计分析、有限元计算及试验测试,结果表明整套井口采气树装置强度满足相关标准和安全性能要求,密封测试达到现场密封性应用标准,具备工业现场应用条件,有利于推动国内高压采气井口装置的发展,促进国内石油装备水平不断进步。

摘要：为实时监测油气管道内的腐蚀及振动情况,设计一种管道腐蚀及振动无线监测系统。该系统由无线传感器、无线路由器、无线网关及云平台系统组成。现场测试结果表明,该系统可精确地检测出管道的厚度、振动、承载、温度等数据,并将数据通过4G通信或以太网上传至云平台,实现实时掌握管道腐蚀状态的功能,对预防管道事故、确保管道安全平稳运行具有重要的现实意义。

摘要：为了探究柱塞型节流阀在节流过程中因受到高速颗粒冲击和流体冲蚀而导致节流阀失效的问题,以PCG,2-9/16×15M型节流阀为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法和离散模型,研究了不同开度、质量流量、流体速度及颗粒直径对阀座和阀芯的冲蚀规律。研究结果表明:随着开度的减小,节流阀主要冲蚀区域从阀体内腔节流处转为导流面节流处;在不同开度下,随着流速的增加,最大冲蚀率统一呈现上升趋势,并随着开度的增加,上升趋势更加明显;随着颗粒直径的增加,最大冲蚀率呈现上升趋势;随着质量流量的增加,最大冲蚀率不稳定,大体呈现上升趋势;节流阀通常在小开度下工作,小开度的不同工况下,节流阀最大冲蚀位置都处在节流阀阀芯上,将节流口处改为阶梯形结构,通过仿真结果对比,可有效降低节流阀最大冲蚀率。研究结果可为节流阀的进一步优化设计提供参考。

摘要：采用中心组合试验设计(Central Composite Design,CCD)方法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法,对旋流除砂器进行了不同结构设计变量与目标变量之间的响应面实验。选用Kriging模型完成了响应面拟合,并结合混合整数顺序二次规划(Mixed-Integer Sequence Quadratic Programming,MISQP)算法完成了最优解的获取,实现了对旋流除砂器结构参数的优化。数值模拟结果与预测结果在分离效率和压降上的误差不超过1%,验证了模型的准确性。多组粒径的数值模拟结果表明:优化结构在分离效率上从87.17%提高到95.63%,提升8.46%;底流管直径、溢流管直径和溢流管插入深度都会对分离效率造成显著影响,但溢流管插入深度对压降的影响并不显著;12组不同粒径模拟结果的tromp曲线显示,粒径35~80μm区间,优化结构具有较高的分离效率,在30μm以下对分离效率提升并不明显。该研究结果对超高压旋流除砂器的优化设计可提供参考。

摘要：以某公司的液压随动臂为研究对象,建立改进型D-H坐标系,通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间。根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面,研究了在固定停车误差下,液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律。结果表明,在固定停车误差下,当前大臂长度大于等于后大臂长度时,随着液压随动臂前大臂的加长,停车距离等斜率增大,工作宽度基本不变;随着液压随动臂后大臂的加长,停车距离基本不变,工作宽度等斜率变宽。在此基础上,提出了通过设定合理接口高度,缓解两臂臂长差值较大的方法。研究结果可为液压随动臂优化设计提供理论参考。

摘要：紧急卸荷阀是油田固井和压裂作业的重要设备,主要用于配备在压裂车、固井车及钻井泥浆泵等高压系统上,现有卸荷阀型号众多,但仍存在适用性差,开启压力控制不精确等问题。因此,本文介绍了一种石油压裂设备用紧急卸荷阀,通过对紧急卸荷阀密封结构和板簧进行设计分析、数据模拟及现场测试得出该紧急卸荷阀阀芯与阀座具有良好的密封性,满足高压力工况的高强度要求,具备精确控制开启压力的功能,为新型紧急卸荷阀结构设计提供了参考。

摘要：近年来,国内外各石油工具公司相继开发了多种结构的悬挂器和井口快速连接装置,并进行了大规模的现场推广应用,但均存在安装困难、费时费力、可靠度低等短板问题。结合载荷要求和现场实际工况,本文设计了多种型号的内锁紧悬挂器以及井口快速连接装置,并建立了内锁紧悬挂器以及井口快速连接装置的力学模型,对井口快速连接装置、锁紧环及快速连接玩具测试工装3种装置进行了有限元分析,并对产品进行了PR2测试,分析得到,各个装置的最大应力均小于其屈服强度值。通过对产品的有限元仿真分析以及现场PR2测试,验证了所设计的内锁紧悬挂器和井口快速连接装置满足现场使用要求,为内缩紧悬挂器以及井口快速连接装置的研究提供了一定的借鉴。

摘要：根据工业过程控制阀流通能力的试验程序,利用专业的阀门流阻测试平台,对笼套式节流阀进行试验并得到其流阻特性曲线。结合试验的要求设定边界条件,利用FLUENT软件对笼套式节流阀进行数值模拟仿真并得到其流阻变化规律。结果表明:节流阀仿真模拟与试验得到的流阻特性曲线变化规律相同,误差在允许范围内,说明仿真模拟结果可靠;在开度20%~30%时,受阀芯上节流孔轴向布局影响,流阻特性变化较大。对比分析为设计研发具有高精度流量特性的节流阀提供参考。

摘要：深海开采油气是未来资源开发的发展趋势,水下阀门是水下采油树及水下管汇设备的关键部件,材料选择是水下阀门设计的重要方面。介绍了相关设计规范对水下阀门材料选择的基本要求和各类材料特性,根据相关设计规范的规定,总结出了水下阀门材料选择时需要考虑的因素,同时对水下阀门的材料选择提出了建议。得到的结论可为水下阀门的设计提供依据,并对国内水下油气开采设备的自主研发具有一定的指导作用。

摘要：为推动我国海洋油气更好的开采,近年来我国陆续研究和突破了水下设备的高压密封、远程控制和复杂零件加工等关键技术问题,成功的研制了水下卧式采油树。本文在简述水下卧式采油树的基本设计规范和基本结构的同时,从设计选型及控制系统、悬挂器等重要部件入手,分析浅水工作环境下水下卧式采油树的结构设计,以期为该设备在浅水环境下的应用和进一步研究提供一定参考。