水下井口系统密封技术研究和发展现状

针对海洋油气开发特点,总结了水下井口系统用主要密封装置,介绍水下井口系统密封技术及装置发展现状,分析水下井口系统密封区别于常规密封的特点,总结水下井口系统密封的关键技术,得出海洋油气发展方向决定了金属密封技术是水下井口系统密封未来发展的主要趋势的结论,并指出相关行业标准的制订将推动水下密封技术的发展。     

ROV硬件在环仿真用四维力传感器设计

为了满足水下机器人(ROV)硬件在环仿真多维力测量的需要,设计了一种四维力传感器。根据目标量程和有效载荷,选用十字梁式弹性体结构,利用拓扑优化方法,获得了应变梁的最佳截面形式和尺寸,提高了传感器的测量精度。采用惠斯登(Wheatstone)电桥搭建传感器测量电路,并应用基于线性标定的静态解耦算法对传感器进行标定。标定实验证明,该四维传感器具有高灵敏度、高分辨率和低维间耦合的特点。十字梁式四维力传感器在ROV硬件在环仿真中满足多维力的测量需求,取得了良好的试验效果。     

履带式近海快艇运移平台的创新设计

为实现海洋作业人员及物资高效安全转移,基于TRIZ理论设计开发了一种履带式近海快艇运移平台。针对传统系泊平台的实际问题,利用TRIZ理论分析实际问题的技术冲突。确定了空间维数变化、反向作用、气压和液压结构、分割等四条发明原理,并相应提出新型履带式近海快艇运移平台设计方案。介绍了该运移平台的工作原理,完成其结构创新设计,并对主要设计参数进行了设计计算与分析。样机试验证明,该运移平台作业效率高、运行平稳、可靠性高,能满足使用要求,且操作性好。     

钻铤因素对钻柱振动的影响分析

钻铤因素直接影响着钻柱振动的整体效果。钻铤长度是硬岩钻井中引起钻柱剧烈振动的一方面原因,同时也是解决钻柱振动的主要突破口。文中从钻铤的长度、固有频率、激励来源、钻铤共振及其临界转速、振动的控制等方面对钻柱振动问题进行全面分析论证,以公式的形式给出论证结果,便于钻井工程师们直接应用于生产实践。     

深水水下井口头系统研究

分析了国外VETCO、DRIL-QUIP、FMC 3家公司水下井口头系统的特点及密封原理,并对3家公司的密封结构进行综合比较.现场操作表明,VETCO公司的旋转压入式密封用于深海钻井存在一定问题,插入式密封将是未来发展的主流.对VETCO公司和DRIL-QUIP公司的井口头系统装备进行简单对比,给出对比分析结论.根据分析提出水下井口头系统的设计建议和拉封式新型密封的概念,指出亟待解决的几个关键问题.     

深水半潜式钻井平台井架经济性分析

介绍了一个半井架钻机和双井架钻机的概念,并对两种不同井架结构的钻井平台效率指数从不同钻井作业模式进行了详细的对比分析,得出了双井架比一个半井架的效率指数高6%～10%的结论;结合建造费用、投产后日租费用、日常操作费用等利用动态经济效果评价方法建立了数学模型,利用净现值指标对建造两种不同形式井架的经济性进行了分析,得出两种井架形式的净现值趋势图,为公司投资决策提供参考。     

双螺杆泵气液两相混输试验研究

介绍了用水和空气为介质在试验台上进行的双螺杆泵气液两相混输试验的目的、装置和步骤，经试验和处理得到了输水时各特性参数；混输时泵的吸入气液容积比K、混合物压头H混、液体流量Q液、轴功率N轴、有效功率N效、理论流量QT、容积效率ηV、总效率η；并绘制出双螺杆泵气液两相混输外特性曲线。分析各曲线可知，随着K的增加，总效率η增加，Q混不断增加；N轴和Q液不断下降，其结论是用双螺杆泵作为油气混输泵是可行的。     

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。     

顶驱钻井装置的计算机仿真

初步研究了机械系统计算机建模、仿真和分析的常用软件Pro／E，ADAMS和ANSYS及它们之间的接口标准，总结出一套实用的借助这些软件和接口做机械系统建模、仿真和分析的路线图和总体框架；对顶驱钻井装置建模、仿真和分析中应注意的问题做了阐明；对顶驱钻井装置中挟杆机构做了设计研究，集成了连杆连续柔性模块和连杆离散柔性模块，对其做了初步的仿真和分析；对顶驱钻井装置中起升系统做了等效弹簧模型和集成了钻柱离散柔性模块，并进行了初步的仿真和分析；建立了顶驱装置开钻时的模型，并集成了导轨连续柔性模块，做了初步的仿真和分析。     

基于功能基的产品概念设计模型研究

阐述了用于产品功能建模的功能基；描述了基本功能基的产品功能模型及元功能、功能对象等的表示方法；建立了元功能层、功能对象层、行为层和行为关系层的机械产品概念设计模型框架，能方便地进行产品概念设计。以实例设计对概念设计模型进行了说明。