采用双弧面金属密封结构的新型环空排气阀性能研究

针对常规环空排气阀采用的橡胶密封易受高温、高压强腐蚀气体侵蚀而失效的难题,设计一种具有双弧面金属密封结构的新型环空排气阀。采用有限元方法,分析不同下入深度时新型环空排气阀金属密封的应力与接触压力分布以及密封接触宽度的变化。结果表明:该阀在下入深度小于等于600 m时,最大Mises应力大于壳体材料屈服强度,最大接触压力为壳体材料屈服强度的1～1.37倍,而密封接触宽度基本保持不变,能够实现金属密封。对新型环空排气阀进行了开启压力和密封压力实验,模拟数据与实验数据大致吻合,表明该阀在下入深度小于600 m,密封压力不大于45 MPa的条件下,具有良好的连通、密封上下环空的功能。     

机械式抽砂管柱结构及作业工艺改进

为了解决海上油气井出砂问题,克服水力冲砂技术及传统抽砂工艺的不足,对机械式抽砂管柱结构及作业工艺进行了改进。管柱包括顺序相连的滑套、上单流阀、捞砂泵、装砂筒、下单流阀和引鞋。单次下入后,反复上提管柱吸砂,下放排液,可实现大容量捞砂,遇阻后可通过旋转管柱实现破除砂砾胶结,解决砂卡问题。该技术的关键工具捞砂泵采用独特V形密封和耐磨环结构,密封效果好,单次作业后磨损轻微。经现场应用证实,该工艺管柱遇砂后有效进尺均超过1.83m,88.9mm(3英寸)油管内装砂高度均超过8.23m,具有推广应用价值。     

注水井生产封隔器液压坐封球座的研制

在油气田生产过程中,注水管柱的生产封隔器采用钢丝作业投捞堵塞器或常规球座辅助封隔器坐封,存在占用井口时间、作业步骤多且容易受井型井况限制等问题。为解决此类问题,设计一种注水井生产封隔器坐封球座,并详细介绍其工作原理。球座本体在井下受到拉伸、扭转、内压、外压等复杂井况,利用ANSYS Workbench模块模拟井下实际情况并对所设计结构进行强度分析,仿真结果表明液压式坐封球座结构在强度上满足使用要求。最后,通过试验验证,所设计的坐封球座可应用于注水井生产封隔器的坐封。     

基于双SOC单片机井下数据采集/存储系统

以嵌入式技术应用为背景,介绍了主、从MCU系统的井下数据采集与存储系统.系统工作在数据采集模式下时,主MCU C8051F340主要负责读入双口RAM中的数据,并将其写入电子盘,当系统与PC机相连接时,C8051F340通过USB接口与PC机实现海量存储的通讯.从MCU C8051F340主要负责与A/D芯片的SPI通信,并将与A/D值写入双口RAM.双口RAM主要是实现数据的缓冲,使得系统工作在高速数据采集存储状态.该系统具有低功耗、尺寸小和高速等特点.     

基于傅立叶级数的立铣刀铣削力模型

立铣刀加工应用广泛,铣削力模型是加工过程监控与优化的基础。分析了立铣刀铣削的过程,确定了铣削过程中各个几何量之间的关系。分析了铣削的机制,将铣削机制分为剪切效应与犁切效应,建立了铣削力的微分模型。对铣削力微分模型进行积分得到了刀具总铣削力,应用傅里叶级数变换了多刀齿周期性的总铣削力,从而以更简单的形式模拟了铣削力。最后采用实验回归了模型待定的切削系数,通过模型预测力与实验测量力的对比,误差在合理范围内,进而验证了模型。     

基于傅立叶级数的球头刀铣削力模型

球头刀铣削广泛应用于复杂曲面零件的加工,精确的铣削力模型是加工过程控制优化的基础。本文分析了球头刀的铣削过程,将剪切系数拟为微元刀刃轴向高度的多项式,对考虑剪切与犁切双重效应的周期性铣削力进行傅立叶变换,建立了铣削力的傅立叶级数形式。加工实验表明,应用本文方法的预测结果与测量得到的铣削力吻合良好,铣削力模型的有效性得到了验证。     

基于dsPIC33F芯片的智能注水测控系统设计

为 实 现 在 井 口 对 目 标 层 位 进 行 长 期 实 时 监 测 调 控 ，达 到 精 确 细 分 层 注 水 的 目 的 ，提 出 了 一 种 基于 ｄｓＰＩＣ３３Ｆ 控 制 芯 片 的 智 能 注 水 测 控 系 统 的 设 计 方 案 。 该 系 统 温 度 、压 力 、流 量 测 量 精 度 分 别 控 制 在± ０．５ ℃ 、 ± ０．１ ％ ＦＳ 、 ± １ ％ ＦＳ ，提 高 了 井 下 配 注 的 准 确 性 。     

机械或液压触发无限级分段压裂滑套研制

研制了一种机械或液压触发无限级分段压裂滑套。改进现有压裂滑套的结构,设计弹性套、可变径球座,使用同一尺寸的低密度压裂球能够全通径开启若干级滑套,降低压裂后管柱的摩阻,实现储层的精细化改造,并且提供后期修井作业的无障碍通道。对弹性套、可变径球座、弹簧等零件进行理论力学分析和有限元仿真分析,均能满足要求。在室内试验,通过机械驱动过球试验,验证了滑套动作的完整性; 通过混砂压裂液开启滑套试验,得到滑套开启的最小排量为80 m³/h,该值与理论计算值相符。研制的分段压裂滑套及其配套工艺管柱可进行无限级分段压裂作业,为海上低渗和陆上非常规油气藏的精细化压裂增产改造提供技术支持。