智能完井液压站控制系统设计及实现

液控智能完井技术有效地解决井下分层开采控制难题,其地面液压控制设备需要为井下液控滑套提供液压动力,实现液压滑套的动作与控制.对地面液压控制站的控制系统进行分析,设计整体控制原理,分析流量、压力等关键参数控制机理.依托Visual Basic 6.0设计的上位机软件,实现了数据发送和接收、修改试验参数、控制工作状态、存储...     

深水套筒式连接器卡爪机构设计优化

目前我国深水油气的开发技术刚刚起步,锁紧技术还属空白。卡爪作为深水套筒式连接器的关键部件,其结构十分复杂。通过对连接器锁紧机构进行力学分析,研究在同等内部介质压力作用下摩擦因子及其重要角度参数与所需液压缸预紧力的作用关系,并优化出相关参数的推荐值,为今后样机设计提供了理论依据。之后,在Hypermesh中对卡爪模型建模,以Optistruct为求解器,以卡爪最恶劣的服役工况下的载荷为设计基准,对卡爪结构进行拓扑优化,在满足加工工艺和考虑成本的前提下,优化了卡爪上下两端的自由尺寸,优化后卡爪同样满足强度要求,且质量降低了16.1%,到达了轻量化设计的目的。     

卡爪专用增力扳手设计

目前,重载卡爪缺少专用的增力扳手锁紧重载卡爪夹紧零件,使用普通的扳手锁紧重载卡爪,劳动强度大、效率低,为此,我们设计了一套卡爪专用增力扳手。     

小型可对接采样器容差性设计与仿真分析

针对深空探测领域中微量采样的要求，设计了一种多功能小型可分离和对接机构。该机构主要由主动端和被动采样端组成，主动端换向轴的花键设计可在一定范围内通过滚动角度调整实现容差对接，最终通过波珠螺丝与键和采样接口锁紧，被动采样端涡盘和卡爪可实现采样前将整个采样结构提出和空管后回收锁紧的功能。动力学仿真表明，主动端结构能在最大位姿容差条件下实现与被动采样端的对接，且摩擦系数是影响对接效率的主要因素之一，主动端的碰撞过程接触力为弱碰撞对接，并得到不同位姿偏差对主动端接触力的影响。     

可控重复坐封智能桥塞的设计

桥塞是一种重要的石油完井工具,主要用于油气井的封层。设计了一种可控重复坐封智能桥塞,对其结构进行了介绍,对坐解封、锁紧、锚定和定位方式进行了分析。这一可控重复坐封智能桥塞整体结构简单可靠,操作方便,解决了当前桥塞压裂效率低和不能重复坐封的问题,能够在井下恶劣环境中实现重复坐封。     

钢支撑轴力智能控制设备液压系统设计

钢支撑轴力智能控制设备作为智能施工的关键控制部件,对其可靠性要求越来越高。以某型号钢支撑轴力智能控制设备为基础,分析了设备液压系统原理,以及轴力控制回路、锁紧螺母锁紧回路、泵站冗余回路等诸多工作过程,归纳了智能施工装备的泵站、液压缸、机液锁紧机构等的设计要点。     

一种卫星对接环锁紧与释放装置设计与分析

针对以往卫星锁紧与释放装置不具有通用性、结构单一等缺点,设计了一种非合作目标卫星对接环锁紧与释放装置,其结构简单、锁紧力大,能够快速实现对卫星的锁紧与释放,同时减小两卫星接触时的刚性撞击,起到缓冲的作用。介绍了锁紧与释放装置的结构组成及其工作原理,并建立了锁紧与释放装置的三维模型,而后利用ADAMS对其进行了动力学分析,分析结果表明:该对接环锁紧与释放装置能够顺利实现对目标卫星对接环的锁紧与释放,为以后的工程化设计奠定了理论基础。     

分离轴承装夹机械手的末端结构设计与分析

在拉式离合器盖总成检测中,模拟分离轴承对盖总成的真实作用是十分重要的环节。针对现行龙门架抓取分离轴承机构结构大、灵巧性差、抓取节拍长及难以进行自动锁紧等问题,研究了分离轴承装夹机械手及其特定末端结构的设计,给出了设计的方案。为保证装置的灵巧性及较短的抓取时间,利用气缸来实现装置的伸缩;为顺利抓取分离轴承并保证分离轴承自动夹紧在分离拉杆上,对机械手爪的锁紧机构进行设计;同时,为了减小锁紧过程摩擦产生的振动,在结构上设置导轨和滑块来进行移动锁紧。该设计实现了检测过程的自动化、提高了生产效率、保证了检测节拍和设备的可靠性。应用CATIA软件对其装置进行三维实体建模,并利用HyperMesh软件对几何模型进行有限元网格划分,通过施加相应的约束和载荷,对装置的开合锁板进行静态特性分析,对夹取装置的夹爪进行模态分析,得出开合锁板的应力和位移变化的分布云图和夹爪的前6阶固有频率和振型特征,结果表明开合锁板设计合理,能够满足强度要求,在给定工作转速下,夹爪与检测设备不会发生共振,验证了结构设计的可靠性,为后续设备优化设计及装置瞬态动力学分析提供重要的理论依据。     

基于ADAMS的锁紧臂机构的动力学仿真及参数化分析

在一自动对接机构设计中,为了获得符合应用要求的锁紧臂机构参数,采用系统动力学仿真软件ADAMS建立了锁紧臂机构的动力学仿真模型,利用ADAMS软件的分析工具对参数化锁紧臂机构模型进行分析研究,获得了符合应用要求的参数值,从而实现了锁紧臂机构的优化设计.     

SJ-S-36型单芯湿式接头对接工具的设计

介绍一种SJ-S-36型单芯湿式接头对接工具,该对接工具主体部分外径为φ36mm,由电缆鱼雷、加重杆、外壳、母接头、公接头、防顶机构、防脱机构等组成.在生产测井作业中,能实现单芯电缆的井下对接,完成地面设备和井下仪器供电及信号的传输.     

智能完井技术地面控制系统研究

智能完井技术作为一项先进的钻完井和油井实时生产管理技术,具有实时监测、远程控制等优势,因其数字化、智能化的特点,在提高生产效率、提高采收率及降低油气井生产管理维修费用等方面优势显著。文中从油田目前开发的现状及实际需求出发,通过模块化的设计思想,提出一种集成直接液力驱动和数字解码驱动两种模式的地面控制系统方案,可根据现场油气井开采实际需要,对井下多层位目标滑套开度进行智能调节,实现最优开采。系统采用先导控制模式,由低压控制高压,降低现场操作的风险,可实现远程和就地分别控制调节液控滑套开度的功能。地面控制系统作为智能完井技术的控制中心,通过上位机实时显示井下温度、压力及流量等参数,监测产层生产动态,调整优化油气井开采、开发实施方案,不断优化生产效率,实现对油井全生命周期管理,最终提高油气采收率。     

北京石油机械厂

当进行复杂井钻井设计或预知某井段可能发生卡钻时,最好的办法就是预先在钻具组合中使用随钻震击器。北京石油机械厂生产的QJ203K型弹簧预紧的卡瓦式震击器,属于随钻震击器的一种,它是预防和处理卡钻的重要工具,适合于各种情况下的随钻作业。该型震击器是一种上下击为一体的全机械式震击器,由于采用弹簧预紧的锁紧卡瓦式锁紧机构,其释放力的调节是通过组装时适当增减调整垫片来实现的,钻井现场不需要调节,因而整体结构十分简单,提高了该型震击器在井下工作的可靠性。     

潜水泵试验台管路对接锁紧装置的设计与分析

针对潜水泵试验台人工操作潜水泵与试验管路对接过程中存在的对接或分开劳动强度大、效率低下和不安全等问题,通过对对接锁紧过程的研究和分析,确定管路实现自动对接的功能,开发了一种基于对称偏置摇杆滑块机构的自动对接锁紧装置,并利用Mathematica软件对这种机构的运动规律进行了分析和计算,为机构设计所需的工作参数和结构设计参数提供理论依据。同时实际应用结果表明,该对接锁紧装置能够保证准确对接、紧固密封、安全可靠,实现快速高效的管路对接,达到了研究和设计的目的。     

双工件台宏微交接系统设计及实验

为了减少光刻机双工件台换台的时间,保证宏动系统与微动台的可靠连接,设计了一种双工件台快速宏微交接系统。基于柔性杠杆机构设计系统的快速抓卡装置以保证结构的紧凑性,并对其锁紧力进行了分析;设计的抓卡装置中的柔性机构包括柔性杠杆及下夹板回复单元,采用有限元方法对其进行了分析。设计了快速抓卡装置的充放气回路;为了保证抓卡装置锁紧时的速度和安全性,气动系统可实现抓卡装置锁紧的3个动态过程,从而完成抓紧装置的缓冲锁紧。最后,搭建了抓卡装置下夹板运动测量实验平台和锁紧力测量实验平台。实验结果表明:抓卡装置下夹板的运动行程大于2 mm,能够保证宏动系统和微动台交接过程的安全性。抓卡装置的开启时间为350 ms,快速缓冲锁紧时间为850ms,可承载的X向驱动力大于700N。该系统满足双工件台工作及换台过程对可靠性和快速性的要求。     

硬式空中加油系统对接机构设计及其动力学特征

针对硬式空中加油系统的对接问题,设计锁紧结构和回中结构,用于提高空中加油的可靠性。基于拉格朗日方程,推导机构的动力学方程。利用加油过程的技术要求,推算对接机构的结构参数,构建数字化模型,探究结构设计的合理性。结果表明本设计使输油机、伸缩管和受油机在对接过程中能顺利完成回中和锁紧,保证加油的顺利进行;在加油完成之后,输油机和受油机相应的部分能够实现油路自封,为后续飞行提供了可靠保障。     

煤矿局部通风机远程在线监控系统设计应用

在分析通风系统布置和整体设计需求的基础上，设计了以PLC为核心的远程在线监控系统，并完成了控制器及传感器选型。对全系统井下控制监测和地面预警处置两个功能区域的设计原理进行了分析：井下搭建485通信网架，实现了通风机系统供电参数、设备振动、环境及设备温度、风向风速、空气负压、瓦斯浓度等多参数测量和井下实时画面监测，经以太网传输至地面，由上位机实现多参数设备状态显示、历史数据查询和预警处置等功能。该系统的实际应用对提高井下通风机系统安全稳定性、快速定位处置通风机系统故障以及确保人员和设备安全发挥了重要作用。     

煤矿井下供电智能监控系统设计与研究

针对目前井下供电监控系统通讯方式单一、数据交互性差、不具备数据远距离传输能力等问题,结合以太网通讯和数字化集成电路技术设计了一套基于工业以太环网架构的煤矿井下智能供电监控系统,可实现地面调度指挥中心与井下监控分站的远程数据交互,从而实现对井下供电设备的远程监控及各类保护装置动作参数整定的远程操作,保证煤矿井下供电系统的...     

一种新型井下气液分离举升工艺系统计算方法

为解决井下气液分离举升工艺在井下运行的稳定性和可靠性,设计了井下气液分离举升工艺管柱,并给出一种适用于井下高含气率条件下的高效气液分离器出口含量理论计算方法.按照经典井筒系统分析方法和经典流体力学理论,建立了一种井下气液分离举升系统压力/温度计算方法,经计算分析验证该方法可指导工艺参数设计、生产控制和系统协调分析,可保...     

智能井液压多档位控制阀结构优化设计

智能井技术是油田实现高效、科学、合理开发的核心技术,也是未来油田开发的发展方向。智能井技术研究涉及到多个学科领域综合性系统工程研究,关键技术主要集中在井下参数测量技术、生产流体控制技术与数据传输技术。其中生产流体控制技术是智能井技术的关键核心技术,层间控制阀则是实现生产流体控制技术的核心工具。本文就智能井液压多档位控制阀结构设计提出优化设计方案,为液压控制阀结构优化设计提供新思路,推动智能井核心工具液压多档位控制阀国产化进程,为智能井技术装备系统国产化提供支持。     

水下机器人锁紧释放技术综述

叙述了锁紧释放系统在水下机器人上的应用,说明了锁紧释放装置是控制水下机器人作业的重要手段.分析了天津大学研制的水下机器人解锁释放搭载体和设备、半埋雷打捞装置夹紧爪和美国某型号武器水下发射装置完成预定任务的工作原理和结构特点.归纳总结了水下大型构件锁紧释放系统设计中应着重考虑的问题.讨论了动力源形式的选择和力(矩)裕度分析、支撑与紧固点的选择、锁紧与释放形式的选择和实现、密封技术等四项锁紧释放机构的关键技术.