压裂泵车车载发动机支撑横梁的性能评估

当前压裂泵车多配备大功率车载发动机,其振动容易引起支撑横梁的疲劳失效。以2500型压裂泵车连接发动机与变速箱的右侧支撑横梁为研究对象,通过相关参数确立边界条件;然后利用有限元软件对其进行静力分析,得出应力集中位置出现在近发动机端的圆孔处;继而将仿真结果导入nCode Design-Life,采用S-N静态疲劳设计方法对其进行疲劳可靠性分析,得出该支撑横梁容易产生疲劳失效的位置仍出现在发动机端的圆孔处,与现场出现裂纹位置相吻合,并提出相应的改进措施,为支撑横梁的结构优化提供了参考。     

钻井过程中钻柱的横-扭耦合振动分析

钻井过程中,钻柱的横-扭耦合振动是钻井作业工程中无法避免的一种运动形态,也是产生钻柱故障和系统噪声的原因之一。针对实际钻井过程中,钻柱在井下的受力情况复杂,提出采用了一种简化假设方法,对局部坐标系中空间钻柱单元与间隙元进行分析,推导出钻柱横-扭耦合振动的动力学矩阵和钻井过程中钻柱的横-扭耦合振动规律,从而取得了钻井过程中钻柱的横-扭耦合振动特性,对于钻井过程中振动和噪声的控制与故障排除也提供了有价值的参考。     

水下采油树油管悬挂器密封技术研究与发展趋势

水下采油树油管悬挂器是水下生产系统的关键设备,其密封性能关系到深水石油开发的成败。介绍了国外ABB Vetco Gray公司、Cameron公司、Dril-Quip公司和FMC公司的水下油管悬挂器密封技术,阐述了密封作用的原理,并对国外公司不同类型密封圈的性能进行了对比。同时分析了水下油管悬挂器密封的关键技术,总结了高温、高压、强腐蚀环境下油管悬挂器密封的发展趋势,最后指出金属与非金属组合的密封形式是当前水下油管悬挂器密封设计的主流,PTFE和PEEK等密封材料的发展将大大增强悬挂器的密封性能,其他新材料的出现也必将提高悬挂器密封的可靠性。     

基于双犹豫模糊语言的自升式平台钻台布局研究

钻台设备布局的合理性决定了钻井平台的作业质量、效率和安全性。为实现钻台布局的量化表征和决策,在犹豫模糊语言和直觉模糊语言的基础上提出了双犹豫模糊语言决策方法,给出了权重未知情况下的钻台布局多属性决策方案。综合考虑钻台布局的技术性、经济性和可靠性,通过计算钻台各设备的属性权重,得到了各布局方案的量化评价指标,最终确定了平台的最优布局方案。     

海洋油气压裂设备噪声特性试验研究

为研究海洋油气压裂设备的噪声特性,基于现场测试,对单台海洋油气压裂设备的噪声特性进行测试分析,主要包括背景噪声测试和1~6挡稳定运行工况下的噪声测试。通过数据处理,研究压裂设备噪声特性,确定其辐射噪声较大位置以及产生原因。用声压法(工程)计算压裂设备辐射的声功率,研究挡位变换对压裂设备辐射噪声的影响。研究结果表明:海洋油气压裂设备噪声显著频段为315~4 000Hz,呈宽频特性,以机械性噪声为主;靠近甲板位置处噪声声压级较大,甲板和机组的反射作用会明显增强噪声;变换挡位对整机辐射的噪声声功率无影响。研究结果可为制定合理的降噪措施提供依据。     

海底输气管道泄漏扩散模拟及正交试验分析

为研究海底输气管道泄漏扩散的规律,对泄漏事故后果预测提供参考,采用正交试验法对影响海底泄漏天然气扩散规律的气体泄漏速度、洋流速度和泄漏孔径尺寸3个主要因素进行分析。选取L₉(3⁴)正交表设计试验方案,利用计算流体力学(CFD)软件对泄漏天然气在海水中的扩散进行模拟试验,使用综合比较法与方差分析法确定了影响气体扩散范围和到达海面时间的影响因素的主次关系与显著情况。结果表明,上述因素对气团形态、气体与海水混合程度,气体到达海面时间及扩散范围等均有影响。泄漏速度与泄漏孔径尺寸为影响泄漏气体到达海面时间的显著因素; 洋流速度与泄漏孔径尺寸影响泄漏气体扩散范围,但二者都为非显著因素。综合考察泄漏扩散的试验指标,泄漏孔径尺寸与洋流速度为影响结果的显著因素,泄漏速度为非显著因素。     

机泵一体外转子潜油永磁同步电机设计与优化

设计机泵一体外转子潜油永磁同步电机，将螺杆泵整体嵌入电机内部，缩短系统长度，提高井下通过性。确定机泵一体采油系统方案，开展电机电磁及结构参数设计。针对电机，开展参数优化设计研究。基于传统田口法，提出田口迭代法，通过与遗传算法全局寻优结果对比，验证田口迭代法快速、准确的优化方法的合理性。对优化后的电机，开展有限元分析，计算其磁密、空载反电动势、转矩等性能，并进行了验证。     

橇装式海洋油气压裂设备的噪声特性研究

海上压裂设备作为海洋油气资源增产作业的关键设备之一，在保证高效、安全运行的同时，其噪声问题对设备与从业人员也产生重要影响。以某型号橇装式海洋油气压裂设备为研究对象，对噪声数值模拟和测试方法进行研究，建立橇装式海洋油气压裂设备三维模型、压裂设备整机有限元模型和压裂设备边界元网格模型；利用Virtulal.Lab Acoustic对压裂设备整机辐射噪声进行预测，获取压裂设备声场声压云图及噪声显著频段；通过对压裂设备进行噪声测试，确定出不同工况下各测点的最大声压级、总声压级、平均声压级和声功率级。研究结果分析出压裂设备辐射噪声的显著频段，压裂设备噪声呈明显的宽频特性，泵头处噪声较为显著。将数值仿真结果与噪声测试结果进行对比，验证了仿真分析结果的准确性。仿真分析所得结果为压裂设备后续优化设计和噪声控制提供了指导和参考。     

半潜式钻井平台隔水管存放形式研究

对第六代某型深水半潜式平台甲板上隔水管平放及立放两种存放形式在存放面积、重心、操作效率、检测与定位控制方面作了详细对比,并分析了该目标平台作业区域特点,得出该平台最佳隔水管存放形式。