钻井泥浆泵橡胶活塞平面应力场的光弹性分析

本文应用有限变形理论,对具有低弹性模量的泥浆泵橡胶活塞及尼龙环的平面应力场进行了光弹性试验研究。同时用平衡压力法对光弹试验结果作了验证。 试验结果表明,光弹性法与平衡压力法所得活塞表面接触应力基本一致,这说明了试验结果的可靠性;应力最大值出现在活塞的尼龙护根环部位;橡胶皮碗的唇部也出现了较高应力值。这些结果对分析活塞工作时的易损部位很有意义。     

储气库管柱冲蚀理论及预测研究进展

储气库的管柱冲蚀规律较复杂,且冲蚀预测难度较大,开展循环注采工况下的储气库管柱冲蚀理论、冲蚀预测方法研究具有必要性及迫切性。目前,针对储气库强采强注工况下的管柱冲蚀报道极少。综述了塑性材料及气主导体系管柱冲蚀机理、冲蚀预测方法,对保障储气库管柱注采安全具有一定借鉴意义。以塑性材料冲蚀机理为出发点,详细介绍了适用于管柱塑性材料的微切削、变形切削、挤压-薄片、局部变形、二次冲蚀及靶面热熔等六大典型冲蚀理论,并汇总其优缺点。指出适用于储气库管柱的冲蚀准则（材料的临界冲蚀流量、临界冲蚀流速、表面延展性、质量损失、体积损失、强度衰减）及冲蚀表征指标（冲蚀比、临界塑性应变、冲蚀损失率、材料剩余最小安全系数）,针对这些指标介绍了目前国内外典型的旋转式、射流式、管流式、单颗粒冲蚀式实验系统,以及基于实验数据的冲蚀预测经验模型,如使用频率最高的E/CRC模型和Oka模型等。描述了基于CFD预测冲蚀的普遍流程及不足,分析了基于人工智能预测管柱冲蚀的可行性,这对保障储气库安全高效注采具有一定的理论指导及现实意义。     

钻井泥浆泵活塞尼龙环护根机理研究

本文应用弹性理论、有限变形理论和流体密封理论对钻井泥浆泵活塞及尼龙环进行了实验研究。分别用电测法、光弹性法和平衡压力法测定了尼龙环表面径向位移、活塞全域应力状态和活塞表面接触应力分布。同时也对活塞尼龙环的结构和材料性能进行了改进试验。试验结果表明,国内批量生产的三角尼龙环活塞和平尼龙环活塞均具有护根作用;适当地放大尼龙环与缸套之间的间隙,严格控制尺寸公差,对减小活塞表面接触应力是有益的;对尼龙环材料(Mc尼龙)可进行热处理改性。为活塞及护根环的设计提供了依据。