基于CFD的集合管盲端法兰防漩涡结构优化

当催化重整装置中加热炉的处理量增加至168 t/h时,其集合管盲端法兰内右下侧距平盖100 mm横截面(J面)发生了类似冲刷的腐蚀,影响了装置的连续生产。为此,运用CFD软件Fluent模拟加热炉集合管内介质流动情况。模拟结果表明,在集合管盲端法兰内侧右下方部位的漩涡流强度剧烈,漩涡流强度随介质处理量的增大而增加,当处理量为168 t/h时,涡量值为240 s-1,切向速度达到16 m/s。为了改善集合管盲端的漩涡流,对集合管盲端法兰盖结构进行优化设计,并用CFD软件进行数值模拟,结果表明优化后的平盖结构具有很好的防漩涡作用。最后针对优化的平盖结构对炉管流量分配的影响进行研究,结果表明优化的防漩涡结构不会影响管系的流量分配。     

双电机钻井废液双轨迹振动筛结构优化研究

振动筛作为钻井泥浆净化的第一级设备,是必不可少的。在钻井过程中分离废弃钻井泥浆时,为了更好地适应恶劣、复杂的钻井废液,一般采用双轨迹振动筛。双轨迹振动筛制造要求较一般振动筛更高,主要在于双轨迹之一的椭圆轨迹对振动源的力心和质心重合精度要求较高。在制造时,需要对结构多次优化才能达到要求。利用现有技术及3D模拟,实现了在振动筛的两振动电机横跨筛箱的情况下,精确定位直线轨迹激振器相对位置; 在实现平动椭圆轨迹时,利用力心坐标值与两电机产生的激振力矩比值、电机轴线在电机稳定运行时的相位差角、以及电机的摆放座板与水平轴夹角之间的规律式,确定激振力比值及电机轴线在电机稳定运行时的相位差角。在降低成本的同时,提高了结构组合精度。可为振动筛结构优化提供理论指导。     

新型平衡椭圆运动钻井液振动筛的研制

通过分析目前国内钻井液振动筛制造水平和应用现状，设计了一种新型平衡椭圆运动钻井液振动筛，该振动筛采用双层双联模式．并应用了新型平衡椭圆激振系统、变频电机、新型泥浆搭接口等先进部件。现场试验表明，该筛具有设计新颖、椭圆精度高、操作方便、处理量大、工作可靠、筛网寿命长、噪声低等优点，与同规格的直线振动筛相比处理量可提高30％以上，而且符合钻井液振动筛组合配套原则，可明显改善固控质量，提高钻井工程的整体效益。     

偏置式等质径积双轴自同步椭圆振动筛研究

介绍了一种采用偏置式等质径积双激振电机的自同步椭圆振动筛,其具有筛堵现象轻微、处理量大、结构简单、维护保养方便等特点.为了建立该种自同步椭圆振动筛简便实用的设计方法,考虑其在惯性区工作,略去弹簧力和阻尼力的影响,通过建立其动力学方程,导出了该振动筛实现平动椭圆运动的条件,在新型振动筛的研制中具有重要指导意义.     

双电机激振自同步平动椭圆钻井筛动力学分析

自同步平动椭圆钻井筛具有筛堵现象轻微、处理量大、结构简单、维护保养方便等特点,它是继强迫同步平动椭圆筛和自同步直线振动筛之后的钻井振动筛的又一主流筛型。对双电机激振自同步钻井筛做了理论研究,给出了自同步条件,确定了平动椭圆筛力心,并用解析法证明了力心的唯一性。建立了自同步平动椭圆筛的力学模型,通过动力学分析,得出了筛箱轨迹方程,并用MATLAB软件对其轨迹进行了仿真分析。     

800t自升式起重平台的结构分析

800t全回转自升式起重平台是目前国内最大的起重平台,在结构上兼具起重船和自升式平台的特点。该平台和传统自升式平台最大的区别是在艉部设置了全回转起重能力800t的大型起重机,除了巨大的吊机自重和起重载荷,还会产生其它载荷效应。因此该类平台的主桁结构、围阱区、抬升装置、桩腿、桩靴及起重机基座结构会承受比传统自升式平台更大的栽荷,对结构的屈服和屈曲强度带来挑战。该文对此平台进行了结构理论分析和有限元计算,详细讨论了起重平台的载荷、变形和应力分布特点,并对该平台的原结构设计提出了优化建议。     

不同振型振动筛的岩屑运移和堵筛规律研究

为降低钻井振动筛堵筛率并提高岩屑处理量,对不同振型下振动筛堵筛率和椭圆振动筛不同运动轨迹下岩屑运移规律开展研究非常必要。鉴于此,基于离散元法与振动筛运动理论,建立了不同轨迹振动筛运动模型,对岩屑在筛网上运移过程进行仿真。分析了振动筛不同振型时的岩屑堵筛规律,研究了椭圆振动筛不同长轴方向角与椭圆度时岩屑的运移速度和透筛率的变化规律。研究结果表明:椭圆振动筛的脱筛能力最强,圆振动筛其次,直线振动筛最弱;椭圆振动筛振幅大小一定,轨迹椭圆长轴方向角为45°时,岩屑运移速度最大;椭圆振动筛X方向振幅一定时,岩屑运移速度随轨迹椭圆度的减小而增大,透筛率随轨迹椭圆度的减小而减小。研究结果对提高振动筛筛分性能具有一定意义。     

椭圆钻井液振动筛的技术改进与试验

椭圆钻井液振动筛是我国最早生产的振动筛,由于其传动结构笨重而复杂,故障率高,功率消耗大,工作噪声大。据此,对这种振动筛进行了改进,取消了胶带传动结构,改成电动机直接驱动筛箱激振器,实现了振动做功,提高了振动筛的技术性能,降低了能耗。2种振动筛的对比试验表明,改进后的振动筛较改进前节能37.5%,噪声降低30.2%,激振力、抛掷指数和处理能力等各项技术指标也都有明显提高。     

钻井振动筛基本参数的合理选择

钻井振动筛能否实现良好的性能,取决于基本参数的选择。文章对抛掷指数、筛面倾角、激振频率、振幅、振型、振动方向角、筛网以及工艺参数对振动筛处理量和固相运移速度的影响做了探讨和理论分析,并提出了相应参数的选择参考值,为振动筛的设计和使用提供理论依据。     

管道维修卡具力学分析与结构优化

在完成管道维修卡具现场施工力学性能计算的基础上,对计算数据进行分析,建立优化函数,进行多设计变量优化,实现现有结构的最优设计.重新自动生成优化模型,完成优化模型的力学性能计算与强度分析.研究结果表明：在保证强度的条件下,最终质量优化比为23％.研究方法可用于管道施工的安全评价与优化,对现场生产具有指导意义.     

双运动轨迹振动筛的设计

针对钻井液振动筛只能以一种轨迹运行,振动力的大小难以调节,很难满足复杂井钻井作业要求的问题,设计了一种新型结构的振动筛。该振动筛仅利用2台振动电动机的合理配置就可实现2种振动轨迹的转换,振动电动机内部的可变振动力偏心块结构非常新颖,利用此结构能够得到直线和椭圆轨迹运动所需的振动力,结合双电动机反向自同步原理,可以实现理想的双轨迹振动。现场应用表明,在砂岩地层钻进,使用直线振动轨迹振动模式时振动筛排砂速度很快,处理量大,在泥岩层采用平动椭圆轨迹振动模式,减少了糊筛网的现象。     

同轴弹性耦合的四激振电机双层直线振动筛研制

为适应"振动筛+离心机"的二级固控技术的需要,设计了一种基于弹性耦合的四激振电机双层直线振动筛。通过对该振动筛的结构应力分析、模态分析、刚体动力学和刚柔耦合动力学分析,保证了所设计的振动筛强度和动态特性参数符合要求。样机的动态特性测试表明,同轴弹性耦合的两激振电机很好地实现了0°相位差附近的同步,振动筛的振动参数均衡稳定,完全达到了设计目标。现场工业试验表明,该振动筛能够在钻井过程中全程满足二级固控需求。     

酮苯脱蜡结晶系统建模与优化

本文通过对润滑油生产中酮苯脱蜡结晶系统的分析，采用机理分析与参数辨识相结合的建模方法，建立了对系统干扰有一定适应能力的优化控制模型：结晶系统各流出口温度模型，产品质量模型以及五流关联模型。在保证产品质量──脱蜡油疑固点的前提下，以装置处理量最大为目标，进行优化求解，确定了各种工况下五流的最优负荷（处理量）分配。优化控制仿真结果表明，结晶系统实施优化控制后，既保证了产品质量，又使装置处理能力提高8．3％以上，年经济效益达500万元以上。同时，本文还提出了利用改进二步法进行在线自适应优化控制的策略。     

复合轨迹振动筛的研制及现场应用

为了提高钻井液振动筛的工作效率 ,研制了复合轨迹振动筛。复合轨迹振动筛基本工作原理是基于直线形轨迹和圆形轨迹的合成和分解 ,它具有两组激振源 ,一组激振源产生直线轨迹 ,另一组激振源产生圆轨迹 ,利用两种轨迹的合成和分解实现不同的运动轨迹 ,以满足在不同钻井工况下对振动筛不同轨迹性能的要求。技术参数测试及现场使用表明 ,复合轨迹振动筛具有使用寿命长、处理量大、高细目和高效率等特点 ,并且操作简单 ,有广阔的应用前景。     

近海平台贮备强度的概率评估

应用极限强度的概率分析理论,以国内某现役近海石油平台结构为工程背景,对三维大型导管架结构系统的贮备强度及安全裕度进行了系统研究.针对平台结构特征,对管节点的冲剪效应、管的局部与整体屈曲失效模式、结构失效的工程判据、系统破坏路径枚举等给予了充分讨论,构造了关于截止破坏路径枚举的工程优化准则算法,结合载荷增量方法,完善了大型导管架系统贮备强度及安全裕度的概率评估方法,并开发成相应的工程分析软件.由实际算例,对算法的合理性及可行性进行了论证分析,数值结果表明与实际结构工程的使用维护结论相符.该研究为大型导管架结构系统的安全性评估是有效及可靠的.     

不等质径积同向回转自同步振动筛的同步理论

通过对平面单质体不等质径积同向回转振动系统的运动分析 ,运用Hamilton原理建立了该系统实现自同步运转和自同步稳定运转的条件。根据力心理论简要介绍了这种同步理论在设计大型的圆运动振动筛时的应用。分析表明 ,平面单质体不等质径积同向回转振动系统在满足一定的条件时可以实现自同步且稳定运转。用这种理论可以设计出结构简单、激振力大、噪音小的圆运动轨迹大型振动筛。     

35MPa采油井口装置大四通有限元分析与优化

采用ANSYS软件对35MPa采油井口装置大四通进行有限元分析,得到了应力分布状态,在此基础上以主壁厚、内圆角和外圆角这3个结构参数为设计变量,以重量最轻作为目标函数对大四通进行了结构优化,获得了满足强度条件下重量最轻的设计方案。结果表明,优化后的大四通重量减少了13.48%,最大等效应力降低了9.71%,可有效降低成本,提高大四通的工作可靠性。     

高含碳天然气脱碳净化工艺优化

随着松辽盆地火山岩气藏勘探的不断深入,高含碳、低含硫天然气产量逐渐增多,其脱碳净化处理量也快速增大。高含碳天然气由于吸收反应慢、溶液循环量大,净化过程中能源消耗量大,运行成本高,因此,在设计过程不断优化简化脱碳工艺,在运行中精细操作,才能更好地提高经济效益。     

环枝状集输管网布局拓扑优化研究

为提高环枝状集输管网的布局结构，降低初期产能投资和后期运行费用，在考虑井式约束、集输半径约束、节点隶属约束、处理量约束、节点流量平衡约束和双层布局约束的基础上，以总投资费用最小为目标函数，建立了适合环枝状集输管网优化的混合整数非线性规划模型，考察了不同约束条件、优化条件和优化算法对优化结果的影响，并通过实例分析验证本算法的有效性。结果表明：不同约束条件下，阀组和中央处理厂的位置及管网结构有所差异，优化的管网结构均为上层枝状、下层环状；集输半径约束对投资费用的影响远大于井式约束和处理量约束；整体优化较分层优化结果更加合理。果蝇优化算法的收敛迭代次数为35，计算时间12.13 s，与其余求解算法进行对比，在求解稳定性和收敛速度上具有一定的优越性。研究结果可为油气田地面工程的优化设计提供理论依据。     

连续式干燥机搅拌系统力学分析及优化

以处理多晶硅生产中固渣浆料为目的,设计开发了一种新型连续式密闭的干燥机。介绍了新型干燥机的结构、工作原理及特殊的轴端密封方案,并采用ANSYS Workbench软件对静置状态和工作状态两种情况下连续式干燥机的搅拌系统进行了静力学分析,分析结果表明搅拌系统强度和刚度均满足工艺要求,搅拌系统的变形主要是受搅拌系统的截面弯曲惯性矩、自重载荷两个因素影响。在保证搅拌系统强度满足的条件下,可通过提高截面惯性矩和降低搅拌系统自重的方法来降低挠度,同时搅拌器的受力状况也会改善。对连续式干燥机搅拌系统进行了优化计算,最终使搅拌系统减重28.95%。