热丝脉冲TIG堆焊Inconel625成型质量优化与性能

基于中心复合试验设计方法,采用热丝脉冲TIG工艺在AISI 4130基体上堆焊Inconel 625合金。借助响应面法建立了焊缝几何特征与工艺参数之间的数学模型。根据优化后的工艺参数,获得了平坦、连续、无缺陷的多道两层堆焊层。堆焊层微观组织主要由柱状晶组成,在融合界面附近存在少量的平面晶与胞状晶,其顶部组织为等轴晶与转向晶。利用动态极化曲线法对基体与堆焊层的耐腐蚀性能进行了评价。结果表明：堆焊层的耐腐蚀性随着Fe含量的增加而降低,但增加堆焊层的层数可以显著提高耐腐蚀性能。而且,两层堆焊层试样与铸态Inconel 625的耐腐蚀性能基本相当。     

超高压环形平面金属密封的密封性能研究

环形平面金属密封是采气树闸板阀的重要密封部位,其密封性能直接影响采气效率.为研制超高压环境下使用的环形平面金属密封,优选出不锈钢718作为密封材料,并通过试验得出满足金属密封密封条件所需最小接触应力与压力之间的关系.将最小接触应力代入建立的金属密封内阀座-闸板有限元模型,分析座端面直径、金属密封密封面宽度对密封性能的影...     

碳化钨合金在高压高速流体冲蚀失效过程

高压节流阀在高压、大流量的天然气井口工作,高速天然气对节流阀的阀芯有剧烈的冲蚀作用.节流阀阀芯由硬质合金材料制成,其主要成分为碳化钨和钴.此类硬质合金的洛式硬度HRA高达90,具有很强的耐磨性,但在实际的使用中,阀芯经常出现失效,因此需要对碳化钨硬质合金材料在高速天然气冲刷的情况下的失效机理进行研究.     

井口除砂器抗冲蚀性能评价分析

含砂天然气对井口除砂器部件会造成严重的冲蚀进而降低开采效率,并且留下安全隐患。针对除砂器关键部件冲蚀严重的问题,从冲蚀角度和热处理2个方面研究其关键部件的耐冲蚀材料42CrMo、45钢、2Cr13、20CrMnTi和H13(4Cr5MoSiV1)的抗冲蚀性能。首先搭建冲蚀试验平台进行了冲蚀模拟试验,其次利用扫描电镜观察靶材冲蚀后的微观形貌,探讨冲蚀磨损机理。结果表明：当冲蚀角在30°～90°时,冲蚀率随冲蚀角的增加而减小;并非所有材料经热处理都能提高抗冲蚀性能;调质状态的2Cr13的抗冲蚀性能最优;调质状态的2Cr13、45钢和出厂状态的H13倾斜冲击时磨损形式以切削为主,垂直冲击时磨损形式为磨料冲击使靶材发生塑性变形而脱落为主。本试验为除砂器耐蚀件选材提供了参考。     

高压节流阀内部流场对冲蚀形貌的影响

高压节流阀在高压、大流量环境下工作,高速流体对节流阀的笼套有剧烈的冲蚀作用。不同的内部结构产生不同的内部流场,进而产生不同的冲蚀效果。本文对CAM ERON、M SP/DR ILEX、MOKVELD三个国外厂家生产的节流阀进行内部流场分析,并与冲蚀后的节流阀实物对比,综合分析三种节流阀的结构的合理性。     

基于CFX的水平管等径三通失效分析数值模拟

应用计算流体动力学（CFD）方法及CFX软件,建立水平管等径三通中的流体湍流和冲蚀数学模型。考虑等径三通近壁面处湍流的衰减,设定流动介质的气相为连续相,液相为离散相,边界条件设定为质量入口和压力出口组合,其中进口为气液两相质量流量和体积分数,出口为截面平均静压。采用稳态模拟和有限体积法对充分发展的气液两相流管内流动进行数值模拟,经过计算得到流动介质的速度流线、速度矢量及气液分布。其中,气相速度最大为21．2m／s,液相速度最大为13．4m／s;流速增大时,气液两相流的壁面切应力相应增大,气相最大切应力为36．87Pa,液相最大切应力为68．24Pa。剪切力破坏管壁腐蚀产物膜,加剧腐蚀产物膜的脱落。综合各因素解释等径三通冲蚀磨损的原因,同时结合失效样品壁厚检测结果,论证气液两相流对水平管等径三通冲蚀磨损的失效规律。     

厚壁圆筒过盈结合力的影响因素研究

针对天然气井口节流阀阀杆柱塞被拔出这一失效问题,基于有限元仿真软件并结合实际工况,对阀杆与柱塞过盈配合的热装过程进行理论和仿真分析,并运用控制单一变量的实验方法分别对不同屈服强度的材料、配合长度、阀杆与柱塞的配合直径、过盈量和摩擦系数等因素进行仿真模拟,讨论各因素对过盈结合力的影响。研究结果表明在影响因素中,材料的屈服强度、配合长度和配合面的粗糙程度都与结合力有较好的线性正相关;而配合直径在由小变大的过程中,结合力呈抛物线变化;过盈量在由小变大的过程中,过盈结合力随过盈量的增加而增大,当过盈量达到0.18 mm后,结合力趋于稳定不变。基于仿真结果设计的阀杆与柱塞在实际应用中效果较好。     

超高压高低温条件下节流阀Y形圈的影响因素分析

为研究天然气设备中节流阀的Y形密封圈在超高压、高低温工况下的影响因素,选择PTFE及其4种改性材料作为密封材料,研究唇口过盈量、唇前角、唇后角对Y形密封圈静密封性能的影响。结果表明：Y形密封圈最大von Mises应力随唇口过盈量增加而减小,随唇前角和唇后角的增大先增加后减小;内唇最大接触应力随唇口过盈量、唇后角的增加而增大,随唇前角的增加先增大后减小。选取密封圈宽度、基体高度、唇尖高度、唇前角、唇后角5个参数,采用ISIGHT软件对各参数进行灵敏度分析。结果表明：密封圈宽度及基体高度对Y形密封圈最大Mises应力及内唇接触应力影响最大。通过多岛遗传算法获得密封圈的优化尺寸,通过试验验证理论设计结果。     

电动机与双螺杆泵系统效率计算新方法

电动机和双螺杆泵的效率随着工况的变化而变化。为此,采用统筹电动机和双螺杆泵效率的计算方法,借助多相液体转矩理论,提出了计算电动机效率和双螺杆泵效率及其泵组效率的新方法,并对新方法进行了算法程序编制。运用新方法对实际油田运行参数进行计算,计算结果与实际测试结果的误差小于5%。为确保电动机有较高的效率,应使电动机的负载率在30%～100%之间。     

煤层气井井底洗井装置流场仿真研究

针对不同几何参数的射流孔,利用CFX软件对煤层气井井底洗井装置洗井效果进行了流场仿真和分析,并对几种结果进行比较。结果表明:在相同孔径条件下,当射流孔的轴线偏离煤层气井井底洗井装置轴线15°左右时,洗井效果最佳。