2500型压裂车车架疲劳寿命分析与预测

以2500型压裂车车架为研究对象,分析了压裂车所受动态载荷的2种典型工况。将动态载荷施加到有限元车架模型上,对其进行瞬态动力学分析,得出车架在动态载荷下每一瞬时的应力分布情况。基于上述分析结果中的数据,分别利用解析法和有限元法对车架进行了弯曲疲劳寿命分析。结果表明,该车架在运移工况下,焊接点处在循环一定次数时首先发生疲劳破坏。     

油田压裂车车架的多工况疲劳寿命分析

为了分析多工况下压裂车车架的疲劳强度,进行了轮胎悬空、道路颠簸、制动、普通压力振动冲击和高压振动冲击5种工况下压裂车疲劳寿命分析,并对恶劣工况进一步拟合分析,进行疲劳损伤累积。在建立车架有限元模型的基础上,将各工况下的应力仿真数据与试验数据进行了对比,两者的误差在10%以内,验证了有限元模型的准确性。将压裂车5种工况下的动力学分析结果作为疲劳分析的随机载荷谱,得出压裂车车架有足够的强度。通过危险工况的疲劳损伤累积,拟合出压裂车疲劳寿命为完整出工104次。     

油田压裂车车架的多工况疲劳寿命分析

为了分析多工况下压裂车车架的疲劳强度,进行了轮胎悬空、道路颠簸、制动、普通压力振动冲击和高压振动冲击5种工况下压裂车疲劳寿命分析,并对恶劣工况进一步拟合分析,进行疲劳损伤累积。在建立车架有限元模型的基础上,将各工况下的应力仿真数据与试验数据进行了对比,两者的误差在10%以内,验证了有限元模型的准确性。将压裂车5种工况下的动力学分析结果作为疲劳分析的随机载荷谱,得出压裂车车架有足够的强度。通过危险工况的疲劳损伤累积,拟合出压裂车疲劳寿命为完整出工104次。     

一种机械手的静力学仿真分析

机械手大臂悬停时的受力状态不仅影响机械手的工作质量,还会影响其使用寿命。本文采用有限元分析法,对一种六轴多关节型机械手危险位置进行了静态力学分析研究,得到了机械手结构的应力应变,研究了机械手大臂的静态力学特性,验证了机械手关键部件结构设计的合理性和安全性,为机械手结构优化提供理论依据。     

ZS6B型直线振动筛隔振性能的理论分析

ZS6B型直线振动筛的隔振系统采用 4个方形、剪切型橡胶减振器 ,并对称于筛箱质心布置而组成 ,能同时承受多方向载荷 ,可以同时对水平、垂直、横向等多个方向进行隔振 ,因而可以使整机的隔振系统结构设计更为简单。通过建立隔振系统的力学模型 ,得到了系统的微分方程和稳态响应下的精确解。分析了隔振系统的动力学性能 ,以及隔振系数 η与阻尼因子 ξ和频率比z0 之间的关系 ,为更好地设计、制造、使用橡胶减振器奠定了理论基础。已投入现场使用的14 6台ZS6B型直线振动筛隔振效果良好 ,所用橡胶减振器最长使用寿命达 3a ,还可继续使用 ,证明该隔振系统设计正确 ,完全满足钻井现场使用要求。     

基于热分析的低速重载齿轮传动冷却方法研究

海上平台行星减速器中的低速重载齿轮传动由于摩擦生成热量较大,不仅影响到减速器的整体温度,而且轮齿间相互接触处由于摩擦引起的高温引起附加热应力,严重影响轮齿间的传动性能、工作可靠性及其使用寿命。结合齿轮传动的传热学、摩擦学及有限元原理,建立了行星减速器三维热分析有限元模型,计算了不同环境温度和相同环境温度但冷却位置不同时,处于热平衡状态下的齿轮零件热力图,分析了减小热应力应该采取的有效方法。研究结果表明,采用有限元法求解齿轮传动温度分布、热应力等问题,比较精确、方便、直观,便于采用更有效、更有针对性的措施。     

天然气旋流脱水装置压力场性能分析

天然气含水量过高会导致燃烧效率降低,热值减少,同时易生成水合物阻塞设备及管线,因此天然气脱水是整个产业非常重要的环节。天然气旋流脱水工艺是一种新型纯物理工艺,与传统三甘醇脱水相比,具有清洁环保、能量利用率高、运行安全可靠等优点,该装置应用于国外诸多油气田公司进行天然气脱水作业。通过流场仿真与模拟,对天然气旋流脱水装置的内部压力场性能进行分析,总结出内部压力场的影响因素与分布规律。     

ZJ70DB型钻机井架起升过程有限元仿真分析

针对ZJ70DB型钻机井架起升过程,在结构分析的基础上,应用ANSYS有限元软件建立了钻机起升过程中12个位置的有限元分析模型.计算得到井架在起升过程中井架起升力及钻机底座、井架、人字架的最大应力和应变.有限元计算结果分析表明,ZJ70DB型钻机在井架起升过程中井架上起升大绳安装处应力较大,需进行重新加固,其他结构是安全可靠的.     

综合录井仪器房结构强度有限元仿真分析

综合录井仪器房是仪器的机械支撑框架,其结构性能的优劣直接影响到录井仪器使用中的有效性和安全性。结构设计的缺陷和不均衡受力状况都可能导致仪器房框架结构的变形甚至损毁,导致仪器设备脱落或损坏。对仪器房进行有限元仿真分析可以了解和掌握在承载状态下仪器房的形变情况。给出了模型及求解方法和边界条件数值等,试用后证实仿真分析结果是仪器房变形与安全系数分布和现场实际相吻合,可用于改进仪器房结构设计和指导正确使用。     

PGR-Ⅱ型炉管爬行机器人的建模与仿真

小间隙细长联排加热炉炉管长期受热后将产生严重的渗碳现象,使管壁硬化变脆,针对这种炉管的检测,提出了一种新型管道爬行机器人机构。完成了机器人三维建模,对主要受力构件进行有限元分析,通过ADAMS进行复杂工况的动力学分析。着重分析了载荷的施加和约束关系的添加,对机器人的自锁性能和机器人对膨胀变粗炉管爬行状态进行了仿真分析。明确了机器人的受力情况和运动状态,并得出相应曲线。分析结果为轮式爬管机器人的研究提供了参考依据。     

油田压裂施工用10t背罐车的研制

现有的背罐车不能背负6.5 t的酸化液罐,同时背罐车在工作时还存在钢丝绳易断丝、吊臂易卡滞等问题。为此,研制了油田压裂施工用的10 t背罐车。该背罐车主要由汽车二类底盘、副车架、起升系统、侧面取力系统、液压系统及气路控制系统等部件组成。运用AutoCAD二维辅助设计软件对背罐车的运动过程进行模拟,在此基础上对背罐车的液压系统进行设计,并对举升油缸的强度进行验证。现场应用结果表明,该背罐车操作简单,背运机构工作可靠,越野性能好,满足现场生产要求。     

青西油田构造应力场数值模拟及裂缝分布预测

青西油田主要为裂缝性储集，裂缝是油气的主要储集空间和控制油富集的因素，为了更好地预测裂缝的分布区域和发育程度，用有限元方法对主要储集层下沟组一段和下沟组三段喜马拉雅运动期进行了构告应力场数值模拟。根据构造演化、岩心和测井资料确定青西油田储集层有效裂缝的主要类型为低角度斜交缝、层间缝和少量高角度缝。应用构造应力场数值模拟结果，根据库伦-摩尔破裂准则，进行了构造裂缝预测。预测结果表明，研究区裂缝普遍发育，发育程度较高地地区主要位于油田的东部和南部，而高产井均位于裂缝发育程度较高的地区。因此，裂缝发育程度高的地区是较好的油气勘探开发区。     

埋地天然气管道断裂故障诊断分析

埋地天然气管道在使用过程中环焊缝处由于各种原因容易产生裂纹,导致管道失效。对某天然气管道的开裂段取样,进行宏观形貌检查、微观断口分析及化学成分检测。结果表明,断裂管段材料中Cr含量较标准要求值偏低,且开裂位置存在未焊透缺陷是天然气管道开裂的主要原因。有限元分析结果表明,管道材料在应力载荷及腐蚀的共同作用下,管道环焊缝未焊透处将产生裂纹．该裂纹会随时间增加而不断扩展,最终导致管道失效。建议在管道的实际运行过程中,要加强监测并做好预警措施,避免因泄漏导致事故的发生。     

埋地钢制油罐安装力学特性分析

针对埋地油罐的安装特点,对埋地油罐的罐外覆土压力进行了分析。应用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了30m^3埋地钢制油罐的三维有限元模型,并进行求解,得出埋地油罐最大等效应力发生在鞍座尖角处罐体外壁面上。分析了砼鞍座的支撑位置及结构尺寸对油罐强度的影响,结果表明,当支撑位置A≤400mm时,油罐的最大等效应力发生在鞍座外侧边缘最低点的罐体内壁面上;当A〉400mm时,油罐的最大等效应力发生在鞍座尖角处罐体外壁面上。砼鞍座宽度及包角对油罐最大等效应力的影响相互独立,安装埋地油罐时砼鞍座的支撑位置应尽量靠近封头连接处。     

自膨胀封隔器密封性能影响因素分析

封隔器胶筒密封性能的研究关键就是胶筒与井壁之间的最大接触压力。以YZF51/2″×203×3000型遇油膨胀封隔器为研究对象,利用有限元软件分析了胶筒橡胶硬度、井壁摩擦因数以及工作压力对胶筒与井壁的接触压力以及胶筒应力的影响。分析结果表明,随着橡胶硬度的增加,胶筒与井壁间最大接触压力增加,密封性能增加;井壁摩擦因数较小时,胶筒与井壁间最大接触压力随着摩擦因数增加显著,但当摩擦因数大于0.15后,其对接触压力影响较小;工作压力应该控制在90 MPa以内,即工作压差在30 MPa以内,封隔器能够实现安全密封。研究结果可指导自膨胀封隔器胶筒的优化设计以及自膨胀封隔器的现场应用。     

折流杆换热器数值模拟及性能分析

在PHOENICS-3．5．1程序的基础上,引入多孔介质模型,用体积多孔度、表面渗透度和各向异性的分布阻力来处理换热器内的管束。用分布热源考虑管侧流体对壳侧流体的影响,通过编写相应的程序,采用数值模拟的方式求出了折流杆换热器壳程压降和传热系数。与实验结果比较表明,壳侧压降的绝对偏差在59／6以内,传热系数的绝对偏差在8％以内,能够满足工程设计要求。在此基础上,分析了折流栅的有效流通面积和间距对折流杆换热器综合性能的影响,并将这2个参数引入到准数方程式中,得到了折流杆换热器的准数方程式,为获得折流杆换热器的整体性能提供了一种低成本的研究方法。     

A New Approach to Fracture Modeling Based on the Extended Finite Element Simulation Method and Kriging Method

Abstract

The authors proposed one new fracture modeling method called the stochastic extended finite element method based on fracture mechanics and the kriging method with multifield trend as an attempt to benefit from the advantage of each method: compliance with fracture mechanics equations and reproduction of fracture observed data respectably. Based on the stochastic extended finite element simulation method, we wrote a fracture modeling system software and built the fracture propagation model and fracture distribution model of Qingshankou Formation in Daqingzi region. Simulation results have shown that the fracture modeling method could improve the characterization precision of fractured reservoir.     

现役钻机井架仿真系统的研究和开发

现役钻机井架仿真系统包括现役井架模型数据库，完好井架和带缺陷杆井架的静力、动力特性和稳定性有限元分析，以及结构的可靠性分析和局部加固方案有限元分析等。系统开发应用面向对象有限元技术，利用C 面向对象语言实现整个系统的开发， 系统具有很好的可扩展性和维护性。将系统实际应用于F320-A型钻机井架的仿真，验证了系统的可靠性和应用的灵活性。     

钻柱振动模态分析方法及其应用

根据振动理论和有限元方法,研究了钻柱振动的模态。考虑钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动之间的耦合关系,建立了钻柱振动分析的综合模型。结合实例研究了钻柱振动的固有频率及其振型,分析了跳钻和蹩钻情况下钻柱的共振频率及临界转速。该分析研究对探讨钻柱的动力学特性和现场钻具防断具有一定的意义。     

重复压裂裂缝转向机理及储层评价方法

储层的力学特性对重复压裂的裂缝发育有一定的影响.为提高重复压裂的生产效果,利用Comsol有限元分析软件模拟计算,结合流固耦合理论,对地应力偏差等参数进行分析,确定各因素对裂缝转向的影响规律.利用正交试验法,进行多因素分析,确定各因素的影响权重,得到重复压裂裂缝转向距离的预测模型.结合具体区块的岩石力学参数和油层物性参数建立的转向距离与各因素的关系模型和评价图版,对目标区域重复压裂的可行性有着一定的指导意义.