联邦德国Leifeld公司封头旋压机的发展

早在五、六十年代就有封头旋压的专利出现,到七十年代便出现得较多了,主要是欧洲的专利。在封头旋压成型方面,目前除大型厚壁封头采用大型机组一步热旋压成形外,对于中、薄壁且直径4m以下的封头,一般均以冷旋压为主。旋压工艺则有     

抛物线—圆弧型封头综述

综述了抛物线—圆弧型封头的几何特征和力学特征,通过与同深度的标准椭圆形封头的比较,得出了可节省8%—26%材料的结论。此外,由于可以旋压成形,因此比标准椭圆形封头成形方便。     

对冷旋压近似椭圆形封头等效代替标准椭圆形封头的浅见

针对在压力容器行业中关于冷旋压近似椭圆形封头是否能够等效代替标准椭圆形封头问题上的争议，以我国容器标准为主要参考，也是世界公认的权威性规范ＡＳＭＥⅧ－１和Ⅷ－２的有关规定为依据，提出了看法：对特定尺寸的冷旋压近似椭圆形封头，在用２：１标准椭圆形封头的样板检查并满足所规定的形状和尺寸允差要求后，完全能够等效代替标准椭圆形封头。     

固井缺陷对磨损套管抗内压强度的影响

套管磨损和固井缺陷是钻井过程中必然存在的现象。应用相似准则设计出磨损套管的相似模型,对不同固井质量缺陷和不同磨损情况的套管进行组合实验,将实验结果与有限元分析相结合来研究模型套管在不同固井缺陷和不同磨损量下的抗内压强度。将模型套管推广到原型,利用有限元方法分别计算了水泥环—套管—地层系统在不同水泥环缺失范围、不同套管磨损程度下的抗内压性能。研究结果表明:当水泥环有缺损时,不但不能增强套管的抗内压能力,反而降低了套管的抗内压强度。水泥环的缺失范围越小,应力集中现象越严重。     

标准椭圆形封头与旋压椭圆形封头的区别

运用薄膜理论分析了旋压椭圆形封头的本质及其应力分布，指出了它与标准椭圆形封头不等效的原因及替代关系。     

冷旋压封头力学性能的试验研究

测定了冷旋压封头不同部位的残余应力和不同规格封头的力学性能,并就封头各部位的变形对母材及焊缝金属的影响进行了分析。作者最后指出,成形后再经热处理可消除冷旋压封头的残余应力,并能恢复其力学性能。     

旋压法制造封头

封头是圆筒形立式或卧式容器不可缺少的组成部分,随着炼油及化学工业的发展,对封头的需求量越来越多,质量要求越来越高。目前常用的封头形式有碟形、椭圆形及半球形三种,其加工成形的基本制造工艺有冲压法(冷冲压和热冲压)、爆炸成形法、分片成形法及旋压法(包括冷旋压及局部加热的热旋压)等几种。其中冲压法是大家所熟知的,并为目前使用     

封隔器坐封过程有限元模拟分析

根据封隔器的结构特点及其工作原理,用VB开发了压缩式封隔器、扩张式封隔器和套管外封隔器在坐封过程中,各部件之间接触问题的有限元计算力学模型。在进行封隔器的有限元分析之前,只需要输入封隔器结构参数、橡胶材料力学特性参数、坐封过程中的力学参数以及有限元网格控制参数,该软件将自动调用有限元解算器内核,并将接触压力分布结果、Von Mises应力结果自动存入Word文件报告中。详细地分析了3种封隔器接触压力分布的大小,同时通过Von Mises应力分布大小,讨论了封隔器胶筒的失效部位,为封隔器的结构优化设计和封隔器结构的改进提供了理论依据。     

利用ABAQUS／Explicit进行三辊弯板机板材成形数值模拟

用于板材成形模拟的有限元方程的求解方法主要有隐式积分和显式积分两种。对于复杂的三维变形分析,如板材成形,隐式方法需要很长的计算时间,而利用显式方法,计算时间大为缩短。利用ABAQUS/Explicit通用有限元程序对三辊弯板机板材成形过程进行了模拟,模拟结果对板材成形的生产实践具有很好的指导意义。     

管道全位置激光-电弧复合焊接成形有限元研究

针对管道焊接问题,对全位置激光-电弧焊接成形规律进行研究。通过创建空间位置焊接熔池成形方程组,采用ANSYS有限元软件模拟管道全位置焊接过程中的温度分布及熔池流动,根据多场耦合法,对管道全位置焊接过程进行模拟计算。结果表明,创建的管道全位置焊接熔池成形方程组,可应用于熔池受力和熔体金属运动过程,建立的全位置焊接 ANSYS有限元模型,实现了对焊接过程的温度场和流场的耦合分析;使用多场耦合,能够得到不同阶段熔池温度场与流场的分布,能够为管道焊接提供技术支撑。     

外压作用下筒锥组合容器的有限元失稳分析

为验证外压筒锥组合壳体工程设计的安全性和经济性,利用有限元软件,通过算例比较筒锥组合壳在设置加强圈前后的临界压力值,同时比较不同半顶角单一锥壳的工程计算临界压力值,最后对GB150标准、ASME标准和有限元单元法计算结果进行了比较分析。     

钻铤螺纹应力分析及结构优化

在钻井过程中，经常发生下部钻具组合断裂失效事故，其主要失效部位是在钻铤薄弱部位——螺纹连接处，由于螺纹类型复杂，过渡部位易发生应力集中，造成钻具疲劳断裂破坏。针对钻铤断裂事故，建立了常规钻铤螺纹连接部位3种螺纹类型的有限元模型，并采用线弹性有限元方法分析了不同模型在不同钻压条件下的应力分布情况，同时对使用API标准应力减轻槽的钻铤螺纹连接部位进行了结构优化设计。在设计中以螺纹连接处两个过渡圆角半径R1、R2为设计变量，分析了在一定条件下不同尺寸的R1、R2所对应的螺纹连接处应力分布情况。对比分析可知，在满足钻铤强度条件下，改进的螺纹应力减轻槽可有效降低螺纹连接处的应力集中水平，从理论上说明该方法是可行的。     

奥氏体不锈钢冷旋压封头的磁性成因分析

奥氏体不锈钢封头旋压成型后,部分奥氏体组织因冷变形转化为马氏体,与材料中残留的部分α组织共同导致封头呈磁性,采用热处理等方法可以消除磁性。对于非磁性条件要求严格的场合,可选用Ni含量较高的不锈钢,如0Cr25Ni20,0Cr23Ni13或310,316等。     

压裂管柱封隔器坐封方式对比分析

根据封隔器坐封方式的不同,介绍了机械坐封、液压坐封压裂管柱的工作原理及特点;对不同坐封方式下的压裂管柱进行力学分析,建立了坐封前、坐封过程及压裂过程的力学模型。以实例研究在既定施工规模下优选压裂管柱封隔器的坐封方式,给出了平衡压力的确定方法。此研究为压裂管柱优化设计和封隔器坐封方式的合理选择提供了理论依据和分析手段,提高了压裂效果和成功率。     

磨损对套管接头拉伸与内压强度的影响

采用弹塑性有限元方法 ,建立了套管接头磨损拉伸与抗内压的有限元力学模型。对套管接头处内壁不同磨损量时的抗内压强度和抗拉强度进行了计算分析 ,得出了磨损量与套管接头抗内压系数的定量数据和磨损量与套管接头抗拉系数的定量数据。同时 ,在不同磨损量下 ,分析了套管接头内VonMises应力和套管接头内的变形 ,所得出的抗内压强度系数kp和抗拉强度系数kt为磨损套管柱的强度设计和校核提供了定量的理论数据。     

钻铤连接螺纹断裂失效分析及结构优化

针对钻铤断裂事故,建立了2种普通API钻铤螺纹连接部位的有限元模型,并用有限元方法分析了不同模型在不同钻压条件下的应力分布情况,同时对API标准应力减轻槽的钻铤公头螺纹连接部位进行了结构优化。以公头螺纹连接处2个过渡圆角半径R1、R2为设计变量,分析了在一定条件下不同尺寸的R1、R2所对应的螺纹连接处应力的分布情况,改进的螺纹应力减轻槽可有效降低螺纹连接处的应力集中水平,并成功解决了库尔德地区钻铤螺纹断裂失效事故。     

锥体热旋压翻边的成形

本文介绍了锥体热旋压翻边的成形过程及质量的控制,并简单地介绍了该厂自制的旋压翻边机的性能。     

单牙轮钻头钻进过程的计算机仿真

通过建立数学模型的方法对单牙轮钻头与岩石的互作用运动进行仿真,仿真结果不能完全准确地反映单牙轮钻头钻进的实际情况和破岩细节。鉴于此,笔者采用线性Drucker-Prager模型模拟岩石材料,并考虑岩石损伤以及钻头与岩石之间的随机接触,通过ABAQUS有限元分析软件建立了单牙轮钻头钻进过程的非线性动力学模型,对单牙轮钻头在破岩过程中的运动规律及力学性能进行了探讨,分析了不同岩石材料和不同钻压情况对单牙轮钻头钻进性能的影响,得到了钻头传动比及牙轮转速。仿真结果可为单牙轮钻头的设计提供依据。     

海上完井封隔器胶筒设计及密封性能分析

建立了海上完井封隔器胶筒尺寸设计与接触压力计算理论模型,同时利用ANSYS软件建立了胶筒密封轴对称有限元模型,基于橡胶材料本构模型确定了材料常数,带入有限元模型分析胶筒的密封性能与强度是否满足要求,并对比研究胶筒理论计算结果与有限元分析结果。分析结果表明,坐封阶段胶筒最大位移发生在双密封腔位置,最大接触压力发生在规环挤压胶筒处;工作阶段胶筒最大位移发生在胶筒挤入规环与套管的环形空间位置,位移最大值为7.1 mm,胶筒与套管最大接触压力为40.1 MPa。胶筒理论计算结果与有限元分析结果对比表明,坐封阶段和工作阶段胶筒与套管最大接触压力和胶筒压缩行程相差不大,说明2种方法的计算结果比较接近。     

HRP液压封隔器性能参数数值模拟研究

为了研究复杂井况下HRP封隔器的坐封过程、胶筒接触压力以及应力分布等,应用有限元分析软件ANSYS采用数值模拟的方法对其进行了模拟计算。在不改变结构特性的情况下对封隔器附属结构给予简化,胶筒采用Solid185超弹性单元,本构方程采用Bilinear-Kinematic模型,利用删除破坏单元的显式算法来实现销钉在液压载荷作用下的失效断裂。结果认为,利用ANSYS有限元软件研究封隔器工作性能和技术参数的方法是可行的,其结果较好地反映了封隔器工作的真实物理过程,大大减少了试验成本,所得结论也与现场试验数据吻合。