膨胀悬挂器本体膨胀性能试验研究

膨胀悬挂器依靠硫化橡胶的本体膨胀发生塑性变形,并与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,橡胶起到密封和增大摩擦力的作用。悬挂较重的尾管需要增加本体长度,导致悬挂器整体结构增加,增大了悬挂器入井和施工风险。针对该问题优化本体设计,在本体外壁镶嵌金属块并硫化橡胶,通过膨胀试验验证了该方法的可行性,为掌握本体膨胀后与上层套管的接触应力,采用应力测试方法对本体膨胀过程中上层套管的应变进行了测量并计算得到接触应力,试验数据表明膨胀悬挂器经过结构优化在保证悬挂、密封性能的前提下使膨胀本体缩短,从而提高了现场施工的可靠性。     

膨胀悬挂器力学性能分析及试验研究

采用解析方法、有限元方法对影响悬挂器膨胀力的关键技术因素进行研究,得到了膨胀锥结构、本体材料等因素对膨胀力的影响规律。针对膨胀悬挂器实际工作状态,对膨胀本体在上层套管内膨胀进行了计算与试验研究,得到膨胀力、悬挂力与本体结构的关系。试验表明所采用的计算、试验方法能够较为精确的计算本体发生塑性变形所需要的膨胀力及膨胀后形成的悬挂力,研究成果为提高膨胀尾管悬挂器性能与整体结构优化设计提供了依据。     

膨胀尾管悬挂器膨胀力有限元计算与试验研究

膨胀尾管悬挂器通过膨胀锥在本体内运动使其发生径向变形,依靠变形后本体与上层套管间的摩擦力,使膨胀悬挂器固定于上层套管实现尾管坐挂功能。膨胀力是膨胀锥驱动本体变形的关键、也是膨胀尾管悬挂器设计、现场施工的重要参数。采用LS-DYNA对影响膨胀力的多种因素进行研究,得到膨胀锥角、膨胀锥与本体间摩擦、膨胀本体结构对膨胀力的影响规律,并通过膨胀试验、金相观察进行验证分析。数据表明该方法能够较为准确的计算本体膨胀所需要的膨胀力及膨胀变形过程中本体的应力、应变。     

X70管线钢拉伸性能试验研究

对X70系列大口径厚壁天然气管道材料不同取样方式和取向的拉伸试样进行试验，结果表明：X70管线钢具有连续屈服特征，无明显的屈服平台，延伸率非常大。其力学性能呈现明显的各向异性，横向拉伸的屈服强度、抗拉强度及弹性模量均比纵向拉伸的高。试样的截面形状和尺寸对抗拉强度有一定的影响，对屈服强度影响很小。由于材料内部的片状缺陷引起的沿厚度方向强度降低和横向拉应力的作用，断裂时在板状试样短边中心出现分层开裂。因此，在进行结构设计和安全评定时应充分考虑X70管线钢特殊的力学性能。     

膨胀尾管悬挂器地面试验研究

膨胀尾管悬挂器通过膨胀金属本体与上层套管形成摩擦力悬挂尾管,现场作业时采用泵车加压使悬挂器产生推力驱动本体膨胀。研制过程中进行地面膨胀试验时,由于管串长度较短造成泵压增加过快导致瞬间高压产生,存在安全风险。针对该问题提出了膨胀悬挂器地面试验方法并优化管串结构,采用安全阀防止高泵压产生保护泥浆泵,管串压力升高到设定值时安全阀泄流孔能够打开泄压,试验表明该管串能够安全完成悬挂器地面膨胀试验,为后续研究提供支持。     

阀壳热处理工艺研究

通过试验研究了ZG15Cr1Mo1V的材科的机械性能和金相组织的特性,确定了最佳热处理工艺.     

00Cr12汽封圈材料热处理工艺研究

通过试验研究了00Cr12的材料的机械性能和金相组织的特性,确定了最佳热处理工艺.     

ZG1Cr10MoVNbN材料热处理工艺研究

通过试验研究了ZG1Cr10MoVNbN的材料的机械性能和金相组织的特性,确定了最佳热处理工艺。     

DP800冷轧双相钢组织性能的研究

通过研究临界区加热温度、过时效温度对超高强低碳冷轧双相钢力学性能和组织的影响,结果发现,马氏体和新生铁素体晶粒在1 μm左右时,含有50%左右马氏体的双相钢同样能够保证良好的塑性;在缓冷速度5℃/s和急冷温度700℃不变的情况下,随着加热温度的升高,马氏体的体积分数变化不明显;马氏体分解是300℃过时效比250℃过时效抗拉强度下降40 MPa左右的主要原因;过时效时铁素体中部分位错发生回复、松弛、形成亚结构,使屈服强度降低.     

对拉伸试验测试金属材料强度的探讨

金属材料拉伸试验是测量金属材料强度数值的常用方法。通过分析该试验过程的各个阶段，得出计算强度值的公式，并讨论影响测量结果的因素。     

悬挂器旋转机构设计与试验研究

膨胀悬挂器通过旋转机构带动尾管转动提高固井质量、解决尾管入井遇阻问题,旋转机构需要传递大扭矩、具有高可靠性,是膨胀悬挂器研制的关键和技术难点。采用键槽传动机构实现旋转,通过扭矩套筒上的传动键与尾管套筒内壁的键槽配合传动扭矩,使用3D打印技术验证了机构的可行性,并利用ABAQUS有限元软件对旋转机构的强度进行了计算,得到扭矩应力关系曲线。在此基础上研制出旋转机构,通过扭矩测试试验和现场应用验证了其可靠性,数据表明所研制的旋转机构扭矩达到15000N·m,能够满足现场使用要求。     

筛管悬挂器投球下落速度计算方法探讨

在使用筛管悬挂器悬挂筛管进行完井时,正确计算憋压球下落速度可以较准确地估算球下落到球座的时间,这将有助于提高悬挂器坐挂成功率.目前尚没有统一的憋压球下落速度计算方法,为此,将常见的三种计算方法:斯托克斯(Stokes)定律、表观粘度计算法和牛顿-雷廷格公式进行比较,并通过实例验证,确定使用牛顿-雷廷格公式计算憋压球下落速度最为准确.     

冠状动脉支架轴向缩短力学性能优化设计研究

优秀的轴向缩短性能即低的轴向缩短率已经成为新一代冠脉支架所应拥有的很重要的一个特征。针对支架结构优化设计的复杂性,提出综合应用径向基函数神经网络(RBFNN)和遗传算法(GA)优化支架的轴向缩短性能。结合有限元模拟技术和径向基函数神经网络的方法,建立了轴向缩短率和支架结构设计参数之间的非线性映射模型。把映射模型作为目标函数,应用遗传算法进行优化,使得支架的轴向缩短率达到最小,从而形成一套适应性很强的高效优化方法。结果表明,该方法能够取得高精度的响应面近似模型,并且使支架缩短性优化计算耗时大为减少,优化效率大大提高。     

精密钢球等速输出机构的力学性能研究

建立了精密钢球行星传动机构的的钢球环槽等速输出机构的力学分析模型,分析了多钢球啮合的作用力,并推出其计算公式,应用赫兹应力理论研究了啮合副的接触疲劳强度,为精密钢球传动的设计与开发提供了理论依据。     

捞油抽子密封橡胶筒力学性能研究

密封橡胶筒的形变、应力以及其受油管内壁摩擦力对采油漏失率和使用寿命有着直接影响.采用弹性力学中的拉梅解答经过坐标变换得到轴向应力函数表达式,再通过密封橡胶筒边界条件和物理定律建立与油管内壁受力关系.得到橡胶筒形变、应力状态、摩擦力之间的函数关系,这种函数关系将有助于对井下捞油抽子进行定量研究.     

热处理对弹体材料组织与性能的影响研究

通过使用相图与性能模拟软件计算获得40Cr Mn Si B热物性参数和TTT、CCT曲线,建立40Cr Mn Si B热处理模拟材料库,分别模拟40Cr Mn Si B材料弹体经860℃淬火,350℃、500℃、600℃回火的热处理,获得弹体的组织、应力、温度及应变的变化过程。计算得到3种回火状态下的弹体屈服强度与实际测量值之间的误差小于5%,热处理后弹体的残余变形小于0.06 mm。     

表面渗铬渗碳后力学性能的研究

在50钢表面进行等离子渗Cr，然后进行等离子超饱和渗碳、淬火及回火处理，获得表面强化层，并对处理后的材料进行拉伸试验和断口形貌观察。结果表明：50钢经表面强化处理后，表面硬度迭HV1000以上，抗拉强度得到了显著提高，极大地改善了其力学性能。表面强化层均存在解理台阶；而未经过处理的基体表面存在大量韧窝。