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。

摘要：大口径高温高压膨胀式闸阀是地热井口中的关键部件,通过对阀门的选材、闸板结构、密封机理等方面进行一一说明,并通过对现场出现的问题进行一一剖析,证明了本文列出的高温膨胀式闸阀设计要点的正确性,为大家今后在设计类似阀门时能有一些帮助。

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：压裂设备设计过程中需充分保证强度性能和使用可靠性要求,并尽量降低零件尺寸和重量。利用ANSYS和Comsol Multiphysics软件进行网格划分、应力云图、总位移云图和等效应力云图分析,为压裂设备关键零件的科学设计提供理论依据。

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：工作人员在实施钻井操作的过程中,尤其是在开展深水钻井作业时,有效提升水下防喷器到水面维修所需要付出的工作和时间是非常巨大的,而防喷器发生的主要故障通常是位于防喷器控制系统中。海洋钻井防喷器控制系统是整个海洋钻井作业过程中一项至关重要的设计环节,其不仅直接关系海洋钻井作业成本,同时对海洋钻井作业工作人员的生命安全也具有重大影响。文章以此为出发点,对海洋钻井防喷器控制系统的发展作详细分析。

摘要：针对井控风险中闸板防喷器密封胶芯经常在关键密封位置失效这一问题,设计了连续油管用闸板防喷器的矩形胶芯,建立了矩形胶芯的三维物理模型,运用静力学理论进行其力学性能分析,胶芯受力考虑为液压推力和井内介质压力的相互累加作用,进而推导出矩形胶芯密封力计算式。运用有限元法进行材料非线性分析,研究了弹塑性能,得到矩形胶芯可承受的最大液压推动力是19 MPa,当0≤F0≤8 MPa时,为弹性变形阶段;当8<F0<10 MPa时,为弹塑性变形阶段;当10≤F0≤19 MPa时,胶芯塑性变形显著。并用ANSYS疲劳寿命分析工具,得出矩形胶芯在10 MPa液压推动力下的疲劳寿命循环次数约为134 700,疲劳使用系数为0.074 26。研究表明,该矩形胶芯能够有效解决常规胶芯在关键密封位置失效的问题。

摘要：被剪钻杆断口的变形程度是评价剪切闸板防喷器剪切性能的重要依据之一,直接关系到钻杆的再循环利用和作业效率,而被剪钻杆断口凸起高度又是断口变形程度的重要方面。为了对被剪钻杆断口凸起高度做出合理评估,以钻杆为研究对象,依据运动学基本规律建立剪切闸板的运动方程,综合考虑作业参数,以坐标转换公式的矩阵形式和滑移线理论为基础,分别给出由单剪切点导致被剪钻杆断口在任意时刻及最终凸起高度的理论预测式,继而确定断口凸起位置并建立冲击块导致被剪钻杆断口凸起高度的理论评估模型。用剪切闸板防喷器进行剪切CT90管的剪切试验,获得CT90管的断口数据对评估模型进行验证,结果表明所建立的评估模型与剪切试验获得的断口凸起高度的相对误差在10%以内,具有较高的可靠性和适用性。分析V型角、刃口倒角等剪切闸板冲击块关键结构参数及钻杆结构尺寸对被剪钻杆断口凸起高度的影响规律,研究表明钻杆断口凸起高度随着V型角的增大而增加,随着刃口倒角的增大呈波浪形变动,且波谷逐步增加,刃口倒角在20°时,钻杆断口凸起高度最小,钻杆断口凸起高度随着剪切点至V型角中心点的长度增加而增加。在满足井控要求的情况下,设计剪切闸板时,冲击块的刃口倒角以20°为宜,V型角越小越好并尽可能地缩短剪切点至V型角中心点的长度。钻杆断口凸起高度随着钻杆内径及壁厚的增大而增大,在满足钻采的要求下,钻杆宜选用小通径薄壁钻杆。