自走式修井机游动系统仿真模型

为了获得自走式修井机的系统动力学特性,在系统动力学仿真软件ADAMS中建立了修井机游动系统的起升和下钻仿真模型,成功地用Rack-and-Pinion Joint模拟了钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,用Single Component Force模拟出了钢丝绳在起升、下钻过程中刚度的变化过程。对仿真模型在额定工况时的起升、下钻过程进行了仿真运算,得到了游动系统中快绳、死绳、各游绳及井架上的最大动载荷和动载系数。仿真结果可用于钢丝绳的选择、井架的设计和使用时参考。该仿真模型中解决钢丝绳与滑轮间的缠绕和钢丝绳的刚度随时间变化的方法也可为研究钻机、矿井提升系统等类似的时变结构系统动力学时借鉴。     

基于ADAMS的三缸柱塞泵动力学仿真分析

对三缸柱塞泵建模后,使用机械系统动力学仿真分析软件(ADAMS)对模型进行动力学仿真分析,仿真结果经过后处理得到了各运动部件的扭矩、受力、位移、速度和加速度曲线。根据上述曲线能够对整个系统的运动平稳性和动力合理性进行评价和优化,起到虚拟样机的作用。此外,对三缸柱塞泵进行动力学有限元分析,对产品的设计、生产和优化具有重要作用。     

不同空间位置的多场景仿真操作互联方法研究

针对半潜式深水海洋钻井平台,选定锚泊操作过程,开发了在虚拟海洋环境中的操作模拟视景仿真系统。该系统应用MFC框架的多线程技术及网络通信技术,结合Vega Prime的海洋模块,开发了将分散在不同空间位置的仿真操作互联的方法,实现了协作完成锚泊作业的过程。该系统在不同风速、波高等仿真操作验证中模拟效果良好,为开展海洋平台锚泊操作及其应急操作的虚拟训练提供了基础。     

深水A＆R绞车动力滚筒牵引力计算及有限元强度分析

深水铺管用收放（A＆R）绞车的动力滚筒与钢丝绳之间力的传递关系是影响滚筒结构参数设计的关键因素。分析了工作状态下钢丝绳在双动力滚筒结构出入端的张力变化,建立了钢丝绳张力与钢丝绳和双滚筒之间的摩擦因数、钢丝绳在卷筒上的包角、双滚筒缠绳层数（绳槽数）等参数之间的关系式,并综合考虑动力滚筒受力进行了ABAQUS有限元强度分析。为深水铺管绞车的设计和校核提供了参考。     

深水吊装绞车滑轮组升沉补偿装置设计

设计了一种用于深水安装作业的滑轮组升沉补偿装置,采用滑轮组与复合液压缸相结合的机械结构来实现对吊装载荷的升沉补偿,并对其主要结构进行了详细的参数计算。采用有限元分析方法进行了不同工况下的强度校核;采用动力学仿真方法进行了动态响应的分析,验证了该滑轮组升沉补偿装置的合理性。     

深水钻井作业管柱纵向振动载荷分析

深水钻井作业过程中,管柱在平台升沉振动的作用下产生纵向振动载荷,影响管柱的强度安全。以深水下表层套管作业管柱为例,建立了具有复杂结构的深水作业管柱纵向振动力学模型,并利用振动力学理论分析了管柱的纵向自由振动特性及纵向受迫振动载荷。分析结果表明,在平台升沉振动的作用下,作业管柱的纵向振动以第1阶振型为主;管柱顶端截面上的纵向振动载荷最大,是作业管柱上的危险截面;当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时,将产生极大的纵向振动载荷;当表层套管下入深度较大时,采用壁厚大的钻杆作为送入管柱能有效降低管柱纵向振动所产生的轴向应力。该项研究结果可为深水钻柱和送入管柱的设计提供依据。     

650修井机虚拟样机仿真分析研究

在建立650修井机主要部件的三维运动学方程和求解算法的基础上,利用虚拟样机技术建立了650修井机的三维动力学模型并进行虚拟装配。对修井机变矩器输出轴角速度和大钩速度变化规律做了仿真模拟,将仿真模拟结果与数值计算结果进行对比分析,分析结果表明,虚拟样机技术得到的仿真运动学规律与数值计算结果非常接近,从而验证了虚拟样机仿真分析是可靠的。     

国内首次自营深水测试工艺技术

随着国内海洋深水石油勘探技术的发展,海洋深水测试工艺技术已经成为深水油气勘探中的关键。南海x井是国内第一口自主设计、施工的深水测试作业井。对该井施工过程中的非旋转封隔器使用、水合物预防设计方案、深水管柱校核、水下树应用等进行了阐述,对深水测试的关键技术进行了分析和总结,对今后的深水测试作业具有一定的借鉴意义。     

深水钻井船临时系泊稳定性设计

通过对深水钻井船锚链加钢缆混合定位方式的系泊稳定性研究,得出系泊模型的完整性与仿真程度决定系泊设计的精度;采用国际通用设计标准可降低深水系泊的系统风险,并通过历史资料数据库评估钻井船和锚运船间载荷分配等结论,对深水钻井作业具有-定的指导意义.     

深水气田几项完井技术研究

随着海洋石油进军深水步伐的推进,在南中国海深水作业实践中遇到一系列作业难点和挑战。恶劣的作业自然环境对深水完井提出了更高的技术标准和要求,在完井工具和设备、施工工艺与完井技术策略上与浅水及陆地完井差异明显。我国在深水钻完井方面处于起步阶段,相比国外存在不小差距。针对深水作业特点,分析了作业中的一些难点与关键技术以及深水完井的策略,研究了M深水气田完井关键技术,对射孔技术、精细化完井防砂控制技术、压裂充填技术进行了分析和研究。结合我国南中国海深水完井作业实践,对深水完井作业中的可能风险点和现场应对技术措施进行了总结和梳理。研究结果可为后续设计和作业提供参考。     

钢丝绳采油系统动力学模型及其差分方程

对直井中的钢丝绳连续油杆采油系统建立了绳杆子系统纵向振动的动力学分析模型及其一种差分求解方程,包括方程求解的边界条件,初始条件,并给出了差分方程的收敛条件,模型中利用了绳杆联结处力,位移的连续条件和位移的泰勒级数展开式,从而解决了钢丝绳和加重杆这两种不同材料特性的绳杆组合问题,这种模型及其分方程配以相应的定解条件后,不仅可用于钢丝绳连续抽油杆采油系统的绳杆优化设计,行为预测,也可用于该系统的工况诊断以及绳杆强度分析。     

钢丝绳杆泵抽油系统优化设计方法及现场应用

应用系统工程节点分析方法,全面定量地计算了从油层到井口的整个系统钢丝绳和常规杆混合杆柱抽油井的供排协调点,合理地选择机-泵工作参数和混合杆柱组合,分析了杆柱的受力状况,预测了系统指标,包括产液量、冲程效率、泵效、井下系统效率。分析了主要抽油工作参数(泵深、冲程、冲次、泵径)对系统指标的影响,得出了考虑多目标指标下的油井优化设计方案。编制了钢丝绳杆混合杆柱的抽油井系统优化设计软件,设计软件在现场应用取得了较好的效果。     

钻井钢丝绳检测方法与装置的研究

钻井钢丝绳对于钻井平台安全可靠性有直接影响。采用磁性检测方法对钻井钢丝绳进行检测,并对钻井钢丝绳的励磁方式、聚磁方法及传感器与钢丝绳的配合间隙问题进行分析。在此基础上,研制了钻井钢丝绳检测仪器,能够实现对钻井钢丝绳断丝、磨损等缺陷的定性、定量检测,并能够对缺陷进行定位,为钻井钢丝绳的寿命评估提供了依据,对提高钻井平台的安全性具有重要意义。     

钢丝绳抽油杆技术的应用与发展

分析了我国钢丝绳抽油杆抽油技术的研究和应用现状及存在的问题,提出了钢丝绳抽油杆抽油系统成套技术的概念及其组成.建议成套开发钢丝绳抽油杆抽油技术,合理选择井深和产量,改进配套设备,完善设计理论和制造工艺,使其在生产中更好地发挥优势.     

绞车滚筒乱绳原因分析及解决方法

绞车滚筒乱绳是造成钢丝绳过快磨损和失效的主要原因之一。结合生产、服务经验,对绞车滚筒乱绳的原因进行了分析,并提出了解决方法,对油田作业现场有效解决绞车滚筒乱绳、提高作业效率、降低作业成本提供了理论依据。     

XJ350修井机起升系统动力学仿真

在合理假设的基础上,考虑了井架的弹性及钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,应用ADAMS软件建立了XJ350修井机起升系统的仿真模型。通过不同工况下的分析运算,得到起升系统传动轴、大锥齿轮轴、滚筒轴、水刹车轴、快绳、死绳、吊环及井架起升和下钻过程较为准确的动载特性参数。仿真分析结果与以往的试验结果非常接近,表明仿真结果已达到较高精度。最后根据仿真结果,对XJ350修井机起升系统的设计和使用提出了建议。     

用于深水海管铺设的储缆绞车设计研究

储缆绞车与双滚筒摩擦绞车一起构成大型收放绞车,用于深水或超深水铺管船上的收弃管作业。储缆绞车主要起容绳作用,由电机、减速器、齿轮传动装置、储缆滚筒、链传动装置、排缆器、机架等组成。根据设计要求,选择了电动机和减速器,设计了齿轮传动和链传动,并对储缆滚筒和排缆器进行了结构设计和相应的强度计算。设计的储缆绞车可作为3 000 m水深铺管船的铺管设备,可储直径φ116 mm的钢缆3 500 m以上。     

深水钻井管柱系统动力学分析与设计方法研究

深水钻井过程中,从平台延伸到井底的钻柱会在不同深度处与隔水管或井筒发生多点碰撞和摩擦,呈现出接触非线性特征。为了准确掌握深水钻井管柱系统的非线性动力学特性,将其简化为管中管结构,并提出了对应的管柱动力学模型。采用Abaqus有限元软件,对建立的管柱动力学模型进行动态响应模拟,并将模拟结果导入Isight优化软件,进行基于可靠度分析的多目标优化设计,确定出在工程可行性和安全可靠性方面都满足要求的设计参数组合。研究发现,相比于单独考虑隔水管的模型,提出的管中管模型所模拟的管柱系统整体变形程度较小,说明内外管柱之间的相互作用对深水钻井管柱系统的整体偏移有抑制作用;此外,提出的基于可靠度分析的多目标优化设计方法,可以避免优化设计结果因靠近约束边界而在参数波动情况下失效的问题。