螺杆钻具万向轴故障树模型及花瓣强度分析

针对螺杆钻具中易发生失效的万向轴部分,应用故障树分析方法对其可靠性进行了研究。建立以万向轴总成失效为顶事件的故障树模型,采用"上行法"定性分析了故障树的14个最小割集。利用有限元法对压扭组合作用下的花瓣式万向轴进行了强度分析,分析结果表明,花瓣的根部和最小截面处为高应力区,最易发生断裂失效。通过与现场失效实例对比,验证了有限元分析方法的正确性。     

螺杆钻具马达砂卡原因分析及预防措施

在钻井施工作业中，螺杆钻具常因砂卡导致螺杆马达工作失效，导致螺杆钻具报废，严重影响了正常钻井作业，现文结合螺杆钻具结构原理及钻井作业过程，分析了砂卡原因。提出了预防砂卡的措施。     

螺杆钻具马达定子失效影响因素分析及对策探讨

随着油田开发的不断深入,对钻井工程的进度要求逐渐增大,而钻具是钻井工作中主要设备之一,它的工作效率直接影响到钻井工程的进度和效率。钻井工作中我们常用到钻具螺杆钻具,其中马达定子的失效比较常见,因此,有必要对螺杆钻具马达定子的失效特点和类型进行研究探讨,提出相对应解决对策,延长螺杆钻具的寿命,以期对今后钻井工作有所帮助。     

影响螺杆钻具工作寿命的使用因素分析

在定向井、水平井等特殊工艺井施工过程中,螺杆钻具的工作寿命直接影响施工井的生产时效和钻井周期。在螺杆钻具结构设计及生产质量确定的情况下,现场应用技术水平对其使用寿命的影响也非常明显。合理正确地使用螺杆钻具,可充分发挥其潜在工作寿命。文中以两套Ф172进口可调弯角式螺杆钻具在井使用情况为例,分析了影响螺杆钻具工作寿命的现场使用因素,结合目前现场应用条件,提出了针对性的技术措施,对现场合理使用螺杆钻具、提高其工作寿命具有一定的借鉴作用。     

连续油管作业用小螺杆钻具的研究

针对连续油管作业的技术特点和对小螺杆钻具的功能需求,在现有螺杆钻具制造经验的基础上,吸收部分国外产品的优点,设计开发了直径为60～80mm的小螺杆钻具。对小螺杆钻具的马达、万向轴、传动轴等主要的总成结构进行了改进,制造出小螺杆钻具的样机,并进行了试验。结果表明,在输入流量为8L/s时,随着工作压降增加,输出扭矩基本呈线性增加,转速略有下降;在达到设计满载压降3.2MPa时,工作扭矩达到700N.m,输出转速219r/min,总效率达到44%,样机性能达到了设计要求。     

螺杆钻具马达定子失效机理及措施分析

随着钻具应用数量的增多,钻具寿命的稳定性也越来越受到广大钻井工程人员的关注,其重要性直接影响钻井的设计及施工进度。螺杆钻具定子失效类型包括机械失效、疲劳失效、热失效、滞后失效、化学失效。通过分析失效原因,提出延长定子寿命的具体措施:①根据钻井参数确定马达的设计参数;②根据实际井况确定马达配合尺寸;③根据马达的实际状况做到与服务的井况相匹配;④采取措施严格控制马达的现场操作;⑤合理选择马达定子橡胶的材料;⑥加强定子橡胶内衬套检测手段,提高修复定子橡胶的质量;⑦重视钻井液中化合物对定子橡胶的影响;⑧树立延长寿命降低成本,实现生产者与应用者双盈的思想。     

准等壁厚螺杆钻具马达断面型线设计

分析了等壁厚螺杆钻具马达的性能优点和马达金属外壳的加工方法。针对等壁厚螺杆钻具马达金属外壳内表面存在的加工难题,提出了准等壁厚螺杆钻具马达的设计思路。阐述了准等壁厚螺杆钻具马达金属外壳断面型线的绘制方法,并给出了设计实例。试验分析了准等壁厚和等壁厚螺杆钻具马达的性能。结果表明:准等壁厚螺杆钻具马达不仅具有等壁厚螺杆钻具马达的性能优点,还解决了等壁厚螺杆钻具马达金属外壳电解加工的难题。     

螺杆钻具马达线型的替代和修正

针对螺杆钻具马达在设计和制造过程中遇到的转定子理论线型打扣和定子橡胶收缩变形问题 ,以普通内摆线等距线型螺杆钻具马达为例 ,从线型理论上进行了分析和研究 ,在保证马达转子 定子副正确啮合的前提下 ,提出了用变距线替代和修正马达转定子线型的新方法 ,该方法比用圆弧法替代和修正马达线型更科学、更方便 ,对优化螺杆钻具马达设计 ,提高马达制造质量和马达工作效率 ,改善马达工作特性具有重要的指导意义。     

螺杆钻具串接动力段设计探讨

螺杆钻具在延伸井、水平井钻井中已广泛应用，采用串接动力段的方法，可提高钻具的输出功率。本文讨论了串接螺杆钻具动力段的几个结构设计问题，介绍了串接螺杆马达的现场应用情况，同时，将串接螺杆钻具钻井和普通螺杆钻具钻井进行了性能比较。     

螺杆钻具壳体力学特性评价

螺杆钻具外壳体是螺杆钻具的关键零部件,也是易失效件之一。针对传动轴外壳体、万向轴弯壳体、定子外壳体,建立了力学分析模型和有限元计算模型,通过大量的数值计算,定量研究了不同工作载荷情况下外壳体的力学特性,获得的结论可以作为外壳体结构设计和使用的参考准则。     

长输管线失效状况模糊故障树分析方法

采用故障树法分析了长输管线的失效状况,根据管线失效的两种主要模式:泄漏和断裂,建立了管线失效的故障树。通过对故障树的定性分析,可得到引起管线失效的52个最小割集;通过定量分析则可以计算顶事件的发生概率以及进行底事件的重要度分析。采用专家判断法和模糊集理论相结合的方法评估了故障树的底事件发生概率的模糊性,并以长输管线故障树系统中的“安装质量差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为2.3545×10^-4。该方法可为处理模糊事件失效概率提供一种研究思路。     

基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型

通过对以套管失效为顶事件的套管故障树的定性分析 ,得到了 4 7个可以等效为布尔方程的基本事件。结合现场实际将具有布尔特征的基本事件扩充为多水平的模糊集合 ,在此基础上建立了基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型。模型中扩充后的基本事件不同程度发生时 ,顶事件发生的程度需要通过理论分析和大量现场数据及实验数据的统计分析确定。该模型为套管失效的定量评价开辟了一种新的途径     

基于模糊故障树的水下生产系统可靠性分析

开展基于模糊故障树的水下生产系统可靠性分析。分析水下生产系统的工作原理和结构组成,自上而下建造故障树模型;采取上行法对系统进行定性分析确定最小割集;利用梯形模糊数对系统进行模糊定量分析,得出系统模糊失效概率和基本事件模糊重要度。通过分析结果可找出系统的薄弱环节,对其采取措施进行重点防御保护和定时监测维护,也可指导水下生产系统的优化改进。     

使用螺杆钻具条件下钻井水力参数优化设计方法

螺杆钻具虽然应用广泛,但使用螺杆钻具条件下的钻井水力参数优化设计方法还不完善。为了指导钻井现场应用,以螺杆钻具的推荐工作参数为约束条件,应用数学规划方法建立了钻井液排量和钻头压降优选模型,给出了实用的钻井水力参数优化设计方法。研究表明,使用螺杆钻具时,应在螺杆钻具推荐工作参数内,以钻头水功率与螺杆钻具水功率之和最大为指标优选钻井水力参数;为了获得最优水力参数,螺杆钻具工作压降尽可能采用推荐工作压降,钻头压降尽可能接近螺杆钻具传动轴限定的最大钻头压降。      

海底管道第三方破坏失效状况模糊故障树分析

同陆上管道相比,海底管道工作环境条件恶劣,运行风险更大,失效概率更高,故研究海底管道的失效情况具有重要意义。采用故障树法,对引起杭州湾海底管道第三方破坏失效的各个因素进行了分析,建立了第三方破坏故障树。通过对该故障树的定性分析,得到引起管线失效的16个最小割集;通过定量分析,计算其顶事件的发生概率并进行底事件重要度分析;采用专家调查和模糊集理论相结合的方法,评估故障树底事件发生概率的模糊性,并以杭州湾海底管道第三方破坏故障树中“自埋效果差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为3.348 5×10^-3。     

基于模糊综合评价的水下管汇结构可靠性分析

针对水下管汇结构可靠性研究较少的现状,基于故障树模型和模糊综合评价方法对水下管汇结构进行可靠性分析.首先对水下管汇结构的通用构型进行分析,并确定研究对象;然后通过分析水下管汇所受外部载荷确定了其结构的失效模式,以水下管汇结构失效为顶事件,明确导致顶事件发生的直接原因事件,再逐级演绎,直至找出基本事件,据此建立了水下管汇...     

分离器失效因素的模糊分析

预防分离器的事故发生，提高其可靠性并延长其安全使用寿命，对于油气田安全生产具有十分重要的现实意义。文章通过对引起分离器发生失效的各个因素进行系统分析，建立了以分离器失效为顶事件的失效故障树，并结合分离器在使用过程中的一些不确定影响因素，将故障树分析和模糊综合评判相结合，对分离器进行了失效因素的分析和可靠性评价。实例分析结果表明，将故障树和模糊综合评判相结合用于分离器的可靠性分析评价是可行的，其分析评价结果对提高分离器可靠性具有指导意义。     

转盘与单弯螺杆钻具联合钻进的力学分析及其应用

对转盘与螺杆钻具联合作业进行了运动学分析,给出了钻头在不同条件下的绝对速度和加速度,以及给实际钻井工作带来的影响;给出了转盘与螺杆钻具联合作业时新井眼直径的理论值。本文首次提出了井下钻具自转与反向公转的K-H-V运动模型,据此论证了转盘与单弯螺杆联合作业时,弯接头上将产生反向卸扣力矩及其所带来的危害。所得出的转盘与螺杆联合钻进作业时的有关结论,将有利于现场技术人员指导水平井和丛式井的钻井工作。     

基于故障树的常减压装置模糊综合评判分析

根据故障树分析理论,用演绎法建立了常减压装置的失效故障树,通过定性分析找到影响稠油加工常减压装置安全性的主要因素,通过定量分析计算出引起失效的各事件的概率和重要度。基于常减压装置的故障树,利用模糊数学理论,建立了常减压装置可靠性的模糊综合评判模型。利用模糊综合评判可方便地掌握常减压蒸馏装置的安全运行状况,对提高其安全可靠性具有一定的指导意义。     

基于T-S模糊故障树的高压柱塞泵可靠性分析

针对高压水射流系统中高压水泵的故障发生率无法准确获取,并考虑到其故障状态具有多态性特点,基于T-S模糊故障树分析方法,对高压柱塞泵的可靠性进行分析研究。首先,基于高压柱塞泵的结构组成构建其模糊故障树模型; 其次,利用查阅的高压柱塞泵各部件的历史故障率数据,计算得到顶事件在不同故障状态下的失效可能性; 最后,基于计算结果找出影响整机可靠性的关键部件。以SHP150A型卧式高压柱塞泵为例,利用T-S模糊故障树进行分析研究,找出了影响整机可靠性的关键部件,研究结果可为高压柱塞泵的后续可靠性研究及整机优化提供理论参考。