涡轮钻具用四支点球轴承载荷分布计算新方法

针对四支点球轴承传统寿命理论计算存在局限性和采用磨损寿命理论计算时遇到的轴承载荷分布问题 ,从四支点球轴承的结构特征出发 ,提出了计算其载荷分布的新方法——逐步加载法。该方法的预备工作是对四支点球轴承建立坐标系和进行受力分析 ;其基本指导思想是 ,将来自涡轮的水力载荷或井底钻压通过轴承逐步加载到外壳上 ,直至总作用力达到预定值为止 ,从而得出轴承载荷分配。实例表明 ,该计算方法是正确的。     

涡轮钻具推力球轴承组磨损试验及寿命预测

根据涡轮钻具推力球轴承组实际工作环境以及磨损失效形式,设计了磨损试验台架.通过对主轴转速、内外座圈相对位移、轴向载荷等数据的监测,综合测试轴承的工作性能.同时,开发了试验数据采集程序,实现对推力球轴承组采集数据的实时监测和存储,为推力球轴承组的寿命预测提供了依据.     

Φ73 mm涡轮钻具四支点推力球轴承镀膜后性能测试研究

为研究金刚石镀膜对涡轮钻具四支点推力球轴承性能的提升效果,在专用的轴承试验装置、相同的试验参数下对比镀膜轴承与未镀膜轴承试验后轴向高度变化、钢球直径和试验时长等数据,进而测试镀层对轴承性能的提升效果。试验结果显示,金刚石镀膜轴承运行时长70 h,而未镀膜轴承运行时长200 h,总体寿命下降,但金刚石镀膜轴承在运行前50 h相较于未镀膜轴承运行更平稳,轴向高度下降更慢,但在后20 h轴向高度急速下降且发生较大噪声,最终因发涩噪声迫使试验中断。研究表明,金刚石镀膜随着试验时间的延长发生了镀膜脱落,脱落产生的大量颗粒造成了磨粒磨损的加重,导致轴承性能和寿命下降。同时试验结果也表明,目前将金刚石镀膜技术应用于涡轮钻具上的可靠性不足,风险较高,还需要进行相关研究。     

涡轮钻具动态轴向水力载荷特性计算新方法

动态轴向水力载荷是影响涡轮钻具止推轴承工作寿命的主要因素之一。针对动态轴向水力载荷特性研究存在的不完善性，从微团动力学平衡和转子动态水头出发，导出了涡轮钻具动态轴向水力载荷特性的实用计算公式，从而为研究新型涡轮钻具和更科学地预估止推轴承寿命提供了初步的理论依据。     

涡轮钻具用串联组合4支点球轴承均载机理

根据串联组合４支点球轴承的结构和受载工况，建立了计算其理论均载性的力学模型。通过模型分析，导出了理论均载条件。结合考虑零件偏差的真实承载计算模型，探讨了轴承真实载荷分布。得出了轴承在载的不均匀性主要由结构尺寸和制造偏差的决定；组合轴承中与轴向水力载荷最接近的轴承受载最大，而其他各副轴承承载具有随机性等结论。在此基础上，提出了改善轴承整体刚度和提高其工作寿命的措施。     

涡轮钻具轴承磨损后力学性质的数值模拟研究

涡轮钻具轴承组在恶劣的工作环境中受到钻压、水力载荷以及钻进冲击与振动的作用,容易发生磨损现象,直接影响涡轮钻具的使用寿命。以127 mm涡轮钻具为例,根据弹塑性力学和赫兹接触理论,运用ABAQUS软件建立定子-滚珠-转子非线性接触问题有限元模型,针对不同磨损程度的滚珠轴承进行了数值模拟分析。研究结果表明,随磨损量的增大,轴承定子、转子与滚珠的接触面积逐渐减小,应力集中现象加剧,接触应力明显增大;最大接触应力出现在滚珠上,且与磨损量呈现非线性关系;相同工况下,磨损2 mm后滚珠的最大Mises应力比未磨损时增加了14倍,轴承发生失效。该项研究成果对涡轮钻具设计及寿命预测具有指导作用。     

涡轮钻具四支点推力球轴承组轴向变形的仿真

鉴于涡轮钻具装配时轴向间隙的调整对钻具性能和工作寿命有极大影响, 而四支点推力球轴承组与轴向间隙有直接关系, 为此选择求解精度较高的ANSYS软件对轴承组轴向变形进行仿真。以 165mm涡轮钻具轴承组为研究对象, 做ANSYS实体建模, 后处理时结合VisualC++编写程序辅助计算, 得到涡轮钻具四支点推力球轴承组轴向力与轴向变形的关系曲线。研究结果对轴承组的设计改进和涡轮钻具轴向间隙的调整有一定指导意义。     

涡轮钻具研究现状

涡轮钻具转速高、耐高温性能好,配合孕镶金刚石钻头等高效钻头作业,是深层油气钻探、地热钻井和复杂难钻地层钻井提速增效的重要手段,同时也是配合连续管作业技术进行钻井和井筒干预作业的研究热点之一.介绍了VNIIBT和Neyrfor等国外涡轮钻具公司的先进产品及特点,从涡轮钻具整体结构改进、涡轮节效率提升和轴承寿命延长等3方面...     

涡轮钻具涡轮叶片造型设计新方法

涡轮叶片的型线对涡轮钻具性能影响很大。通过分析涡轮叶片型线对液流流动参数的影响 ,认为叶片型线上存在不连续的曲率是影响涡轮性能的主要因素 ,得出叶片压力面和吸力面型线应为单型线且具有连续三阶导数的结论。提出用五次多项式构造叶片型线 ,给出叶片型线与几何参数的关系、定量求解方法和叶片型线检验要求。 165涡轮钻具设计应用实践表明 ,采用这种新方法设计涡轮 ,可优化涡轮叶片形状 ,改进涡轮性能 ,提高设计质量和总效率     

涡轮钻具用偏心短圆柱轴承的结构设计探讨

介绍了偏心短圆柱轴承的结构．给出了确定偏心短圆柱轴承间隙、轴承偏心距及轴承寿命估算的方法。运用该方法,设计和制造了一种双列偏心短圆柱轴承。台架试验表明．该双列偏心短圆柱轴承运转灵活正常．达到了设计基本性能要求。     

牙轮钻头滑动轴承磨损的计算机仿真

在美国Ｍａｒｓｈｅｋ和Ｃｈｅｎ提出的理论基础上，详细分析了牙轮钻头滑动轴承在不对中情况下与牙轮接触的情形，并采用新的确定两体接触区域的方法，在考虑而体之间摩擦的情况下推导了轴承间隙的一般表达式。通过计算机上运行所编制的仿真模型可以得到任意时刻轴承系统的工作状态、轴承副各部位的接触应力和线性磨损量。用该仿真模型可预测轴承系统寿命和改进轴承结构参数，从而可提高轴承系统的使用寿命。     

滚动轴承寿命计算方法的分析与应用

介绍了传统的和新的滚动轴承寿命理论和计算方法 ,分析了两种计算方法的特点并给出计算实例。通过分析得出如下结论 :(1)轴承材料的发展和制造技术的改进 ,使现代轴承的寿命比传统材料和技术制造的轴承寿命有显著提高 ;(2 )修正寿命方程仍适用于一般工况下的轴承寿命预测 ;(3)SKF工程研究中心提出的滚动轴承寿命新理论和新计算方法 ,考虑了当轴承载荷低于疲劳极限载荷时的“无限寿命”现象和杂质颗粒的影响 ,具体应用时应根据实际工况 ,确定是否适用新方法。     

三种涡轮钻具用滚珠轴承承载能力分析与结构优化

文中研究了涡轮钻具用3种滚珠轴承组的结构特点，分析了轴承组真实载荷分布，并对3种轴承中的钢球与滚道的初始接触应力作了简化计算。对比分析结果表明。涡轮钻具中采用圆弧滚道球轴承对其承载有利。在此基础上，对圆弧滚道球轴承结构参数进行优化，有助于改进现有轴承。     

抽油泵柱塞减少磨损的方法

传统的抽油泵柱塞外表面垂直轴向开有矩形防砂槽，容易造成外表面过早磨损、腐蚀剥落、拉伤漏失而失效，因此提出改进抽油泵柱塞外表面密封结构设计的两点设想：（1）在柱塞外表面上、中下设置三道截面为半圆形的螺旋防砂槽，上、下两道为左旋，中间为右旋；（2）在上部螺旋槽底开设导砂孔。采用以上两种设计形式，预计可减少抽油泵柱塞与泵筒的磨损，改善抽油泵的密封和润滑，减少泵工作过程的漏失量，避免出现泵砂卡和抽油杆脱扣，从而延长检泵周期。     

超深井TRO-127两级减速涡轮钻具的研究

针对我国超深井深部高温高压井段难钻地层钻速低的现状,设计并试制成功一种具有储油补偿系统和金属端面密封结构的耐高温、长寿命TRO-127两级行星齿轮减速涡轮钻具。在塔河油田塔深1井和TH12509井165.1mm超深井段的现场试验结果表明,TRO-127减速涡轮钻具复合钻井的平均钻速比同井下部相邻地层转盘钻进方式的平均钻速提高了92%～115%,比邻井转盘钻井方式钻进相同地层的平均钻速提高了123%。建议在我国西部超深井深部小井眼井段推广应用减速涡轮钻具复合钻井工艺,以加快深部油气藏的勘探与开发步伐。     

一种新的深井套管磨损计算方法

根据深井、超深井钻柱的涡动特性提出了一种新的套管磨损计算方法。补充了磨损效率模型只能对狗腿处套管进行磨损预测的缺陷；并对套管和钻杆磨损进行了解析计算，可利用钻杆的实际磨损状况对计算参数进行调整。模型在塔里木油田多口油井的应用表明，钻柱涡动带来的套管磨损不容忽视，模型的计算结果与实际状况较符合，能为现场施工提供较好的预测数据。     

石油钻机传动链条磨损寿命的计算

磨料磨损、疲劳磨损和胶合等是引起石油钻机传动链条磨损超限，承载；能力降低，最后导致链条断裂破坏的主要原因。从链传动弦效应的端点引出了铰接因数Ａ，结合溢油润滑和初始润滑两种不同润滑条件下的链节磨损率，对Ｆ－３２０钻机绞车爬坡传动链条的磨损寿命进行了计算，计算结果可作为石油矿场更换链条的参考依据，避免更换的强制性和盲目性。     

钻头及涡轮钻具轴承组件MoS2滑化处理研究

结合三牙轮钻头及涡轮钻具轴承组件的工况和失效分析,讨论了ＭｏＳ２滑化处理的依据和具体工艺,对牙轮钻头、涡轮钻具轴承组件用合金材料在渗碳渗氮等热处理后,实施ＭｏＳ２滑化处理,试验测试表明,此滑化膜可有效地抑制胶合的发生,用于高速重载的钻头及涡轮钻具轴承组件是可行的。     

一种计算聚合物不可及孔隙体积的方法

由于聚合物分子是具有一定水力直径的分子团,在聚合物驱过程中无法进入一部分较小的孔隙,形成不可及孔隙体积(IPV).聚合物不可及孔隙体积对于聚驱效果既有正面影响,也有负面影响,在聚驱注入参数设计和效果预测时,必须考虑IPV.该文介绍了一种应用聚合物分子回旋半径和储层微观孔隙结构参数计算聚合物不可及孔隙体积的方法,与实验结果吻合较好;同时给出了大庆喇嘛甸油田葡I组油层、萨Ⅱ-Ⅲ组油层以及杏南开发区葡I组油层的聚合物相对分子质量、油层渗透率与不可及孔隙体积的关系图版和关系式.利用此计算方法,可以得到任意聚合物相对分子质量在任意渗透率油层的不可及孔隙体积,该方法简便、准确,实用性强.