双闸板防喷器壳体非线性有限元分析

建立了双闸板防喷器壳体的三维实体模型及力学分析模型,用MSC.Nastran有限元分析软件对壳体进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了壳体的极限承载能力、多种载荷情况下的应力应变情况及进入塑性状态的载荷和塑性扩展区域,为验证设计的安全性、合理性及进一步改进设计提供了依据。     

闸板防喷器壳体应力分布试验测试与分析

目前对于闸板防喷器壳体受力分析一般限于有限元分析以及理论研究,少有结合试验进行验证分析。鉴于此,以FZ28-105单闸板防喷器为例,分别对额定工况和静水压情况下壳体受力进行试验测试,并建立壳体三维模型进行有限元分析。对2种分析方法的结果进行对比,发现壳体外表面的应力分布试验测试结果与仿真结果基本相符。同时指出了利用试验测试和有限元分析方法确定的壳体内外表面的应力集中区域。该试验方法和结果可为闸板防喷器的设计及在役防喷器的安全评价提供参考。     

双闸板防喷器主壳体的有限元强度分析

为便于分析，简化了双闸板防喷器的结构。在额定工作压力和静液压试验压力2种情况下，采用ANSYS分析软件对双闸板防喷器承压主壳体进行了有限元分析计算，证明有高应力区。按照ASME应力分析法分析其应力类剐及应力组合，表明该设计是安全的。     

2FZ54-35型双闸板防喷器壳体优化设计

用有限元方法对2FZ54-35型双闸板防喷器壳体进行优化设计,通过分析不同壁厚和高度的壳体的应力状况,得出影响壳体应力水平的主要因素,确定壳体的设计方案。通过对壳体在静水压强度试验压力和额定工作压力下的有限元分析,经过应力线性化处理,依据ASME锅炉及压力容器规范第Ⅷ卷第2册,对不同工况下的壳体进行强度校核,结果表明该设计符合规范要求。经试验证明该防喷器的各项性能满足GB/T 20174—2006的要求。     

闸板防喷器故障树分析

根据闸板防喷器在现场应用过程中出现的典型失效案例,结合有关文献资料,利用下行法建立了闸板防喷器的故障树。分析出闸板防喷器失效的主要形式及原因,通过定性与定量分析,找出了闸板防喷器失效的结构重要度,提出密封件质量为闸板防喷器失效过程中的薄弱环节。在故障树分析理论的基础上,对失效过程中的主要因素进行了探讨,为闸板防喷器的现场使用提供了管理和维修的参考依据。     

闸板防喷器的HAZOP分析

闸板防喷器是井控设备防喷器组的重要组成部分，由于各种环境条件以及操作因素的影响，闸板防喷器在使用过程中可能出现腐蚀、磨损、密封失效等多种失效形式，会导致井喷失控等灾难性事故的发生。因此，采用HAZOP分析方法对闸板防喷器进行安全分析，对井控设备的安全管理工作具有重要的意义。     

防喷器可变闸板

美国卡梅伦公司为“U”型防喷器制造了一种新的可变闸板,这种闸板能够封住各种不同尺寸的钻杆、套管和油管,甚至各种尺寸的方钻杆。可变闸板可以安装在任何标准的“U”型防喷器中,例如,装上16 3/4″孔径可变闸板的“U”型防喷器,能封住3 1/2～7″直径的管子,因此,只要用一种芯子,就能适应多种直径的钻杆,即一个防喷器起几个防喷器的作用,特别适用于由不同直径的钻杆组成的混合钻柱。     

油田闸板防喷器弹塑性应力计算及评定

闸板防喷器是油田开采中的重要井控设备,是井口安全控制的重要保障.防喷器内部结构复杂,需要详细地对承压结构进行强度分析和计算,以保证设备安全运行,并为结构优化提供重要依据.基于JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》和有限元方法,采用应力分类法和极限载荷法对闸板防喷器壳体进行强度分析,应用子模型技术提取结...     

2FZ18-35型小修作业用双闸板防喷器壳体设计

在研究小修作业用双闸板防喷器结构特征的基础上，提出了双闸板防喷器壳体结构设计的基本原则，并设计了一种新型壳体结构。为验证设计的合理性，对所设计的壳体进行了有限元分析，提出了建立1／4模型进行有限分析的建模方法，利用该模型，分析了法兰与壳体联接部分过渡圆角对壳体应力的影响，得到圆角半径在9～12mm之间为宜。经70MPa静水压试验分析结果表明，壳体强度满足API规范要求。     

修井用双闸板防喷器的选型设计

在对比修井与钻井用防喷器使用环境、封堵压力、工作要求的基础上,提出了带剪切闸板的修井用防喷器选型设计的基本原则、外型尺寸限制和应该实现的功能,给出了一种双闸板防喷器的结构设计并进行了加工及室内与现场试验.试验表明,该防喷器可达到预期的设计目标,可为修井防喷器的设计提供参考.     

钻井防喷器剪切闸板剪切钻杆三维数值模拟

为了分析钻井防喷器剪切闸板结构因素对其性能的影响,以及剪切闸板在剪切钻杆过程中的三维力学行为,在分析防喷器剪切闸板结构原理基础上建立了剪切闸板不同型式的三维模型,采用ANSYS显示动力学对剪切闸板剪切钻杆井下三维力学行为进行数值模拟,并对上剪切闸板的下颚长短和刃角大小等闸板参数进行了分析。分析结果表明:上剪切闸板的长下颚型式在前段力稍微大些,但是后段由于长下颚的支撑,更易剪断钻杆;钻杆在承受拉伸载荷时更易剪断,而剪切试验中钻杆是处于无拉伸状态下,应适当提高剪切力;下剪切闸板为V形刃口比平刃口更有利于剪切钻杆,并有利于钻杆的回正;刃角分别为14°和20°时,后者在前期所需的剪切力较前者小,有利于钻杆的初始破坏。研究结果对于防喷器剪切闸板的优化设计具有一定的参考意义。     

闸板防喷器管子闸板胶芯的失效机理分析

本文对方油钻井液压闸板防喷器管子闸板胶芯的损伤失效模式和失效机理及闸板胶芯的受力性质进行了分析研究,得出闸板防喷器封井管子闸板胶芯的失效,属强机械力重复作用下的橡胶低周疲劳损伤失效的结论.分析研究结果与70MPa闸板防喷器管子闸板胶芯封钻杆寿命试验的胶芯实际损伤失效形式和部位相吻合,同天津大学的管子闸板胶芯光弹性试验结果分析基本一致.     

KQ700平板阀壳体应力有限元法分析

<正> 平板阀是一种承受高压的阀件。国外,六十年代在石油工业上已广泛应用。我国近来也在积极研制。但阀的壳体形状比较复杂,应力分布用传统方法难以精确计算。 我所用线弹结构分析专用程序SAP5在西门子7738型讨算机上对上海第二石油机械厂生产的KQ700平板阀壳体进行了应力分析,结果比较理想,为设计、研制同类型的平板阀提供了科学依据。     

手动电缆剪切双闸板防喷器的设计开发

针对普通手动电缆闸板防喷器在井下作业中密封性能差的情况,设计开发了手动电缆剪切双闸板防喷器.通过设计研制剪切闸板和卡紧闸板2个核心部件,不仅能有效防止井喷事故的发生,而且方便后续的打捞作业.该产品结构简单,操作方便,性能可靠,满足了油田井下作业的实际需要,值得推广应用.     

基于SVM单闸板防喷器壳体声发射源定位方法研究

单闸板防喷器壳体的形状存在多处突变,闸板两侧有多处螺栓孔,影响声发射信号的正常传播,降低了缺陷的定位精度。提出了利用支持向量机的分类与回归功能对单闸板防喷器壳体的缺陷进行定位。试验结果表明:支持向量机可以在单闸板防喷器壳体的缺陷检测中应用,且定位精度较高。     

防喷器壳体的有限元分析

本文利用SAP 5程序对上海第一石油机械厂设计的防喷器壳体进行了强度分析。先将壳体作为轴对称旋转厚壳计算,然后对不符合轴对称条件的顶部螺栓孔区作局部细算,并将结果作了比较。     

剪切闸板防喷器剪切力预测研究

防喷器是控制井内压力的安全设备,其中安装的剪切闸板在紧急情况下需要及时切断作业管柱才能确保实现安全封井。为了准确预测剪切闸板对钻杆的剪切能力,根据闸板剪切钻杆的工作机理及过程,以压应力公式作为理论基础,综合考虑闸板结构参数、钻杆性能参数及剪切工况参数,建立了闸板剪切力预测模型,并将预测方法应用于某型号剪切闸板剪切S135钻杆实例上以验证预测模型的有效性和可靠性。试验结果表明,利用文章所建立的预测模型计算出的剪切力数值与剪切试验得到的剪切力数据相对偏差在10%左右,满足工程实践的偏差要求。研究结果可有效弥补APISpec 16A中对于剪切闸板剪切能力预测评估的不足,并为防喷器剪切闸板的剪切力预测及结构设计提供了一定的理论依据。     

闸板防喷器侧门密封失效研究

侧门是闸板防喷器中的关键部件。建立了闸板防喷器侧门的三维实体模型,用Solidworks有限元分析软件对侧门进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了侧门密封圈应力应变情况,同时,在侧门承受35MPa均匀压力作用下,得出了原始侧门与改进后侧门的应力、应变和内轮廓的变形量,最后提出相应的分析及其改进措施。为验证设计的可靠性、合理性及进一步改进设计提供了依据。     

闸板防喷器密封失效原因及对策分析

针对川渝东部地区高陡地质构造，碳酸盐岩地层，高压、高产、高含硫天然气井特点， 在钻井工程中，一旦发生溢流，要求尽快关井，及时组织二级井控，重建井内压力平衡。闸板防喷器关井速度快、耐高压，是二级井控最重要的设备。文章总结了闸板防喷器使用多年以来，在试验和现场使用中出现过的密封失效问题。通过对闸板防喷器密封失效实例分析判断，根据现场的实践经验，找出了引起密封失效的基本原因，提出了解决办法和对策，以期引起从事防喷器设计、生产、管理、使用人员的高度重视。通过各个环节的把关，消除闸板防喷器密封失效的不利因素，保证闸板防喷器使用安全可靠。     

15000Psi闸板防喷器装配体弹塑性分析

闸板防喷器是保障钻井安全的重要设备,随着海洋钻井水深越来越深,目前深水钻井均采用15000Psi防喷器。水下15000psi防喷器由多个部件构成,其工作时各个部件受力情况非常复杂。本文采用AnsysMechanical软件,依据API16A、API6X和ASMEⅧDiv.2标准,采用弹塑性分析方法,考虑井口压力、井口载荷(由钻井船等外部条件引起)以及防喷器各个部件之间的相互作用(如接触、螺栓预紧力等),对在15000psi操作工况下的防喷器装配体进行了整体强度分析。计算结果表明,该防喷器是安全的,符合相关标准要求。