高速滚子链的试验研究

对所研制的高速滚子链进行了常规检测与试验、滚子大能量冲击疲劳试验、滚子链高速运转试验和滚子链磨损试验。通过对试验数据的分析 ,得出了提高高速滚子链的使用性能以及如何使高速滚子链本身性能提高的结论。     

石油滚子链传动的冲击载荷

作者针对现有计算石油滚子链传动啮合冲击动载荷方法所存在的问题,从物理概念入手,建立了新的石油滚子链传动啮合冲击力学模型,并根据动力学和弹性接触力学理论对新的力学模型进行了求解,得出了石油滚子链传动过程中因啮合引起的滚子与轮齿冲击载荷的计算公式和链条附加动载荷计算公式。     

链条抽油机滚子链传动的设计计算

针对LCJ1250型链条抽油机,对关键性传动元件——轨迹链条和平衡链条进行了运动分析和承载分析,提供了设计计算方法、相应的计算公式和有关系数,并推荐:平衡链条可按最大计算功率选择链条规格;按最大拉力核算静强度。轨迹链条除按最大拉力核算静强度外,尚应按有限寿命计算原理核算疲劳寿命。计算结果表明,质量合格的石油钻机传动滚子链能胜任链条抽油机的传动。     

套筒滚子链的防打滑设计

链传动经常出现打滑现象 ,运转时不能保持恒定的瞬时传动比 ,且零部件磨损后易发生跳齿。为此 ,通过对工况及其受力分析 ,提出了相应的解决方法 ,即合理选择链轮齿数Z1、Z2 以及链节距 p ;在传递功率不太大时 ,在一定范围内尽量选择大节距、单排链 ;合理选择链轮的材料、结构和热处理方法。根据这些方法可以制造出运动性能好、抗冲击、寿命长的轻便的链传动零部件 ,其使用寿命可延长 10 %以上。     

套管挤毁试验研究与有限元分析

预测套管的挤毁失效压力一直是管柱力学研究的热点,针对这一问题,利用在套管外壁粘贴应变片的方法,研究了套管挤毁失效过程中的应变情况.同时,在考虑套管残余应力、几何缺陷等因素的条件下,建立了预测套管挤毁失效压力的有限元模型,并根据试验结果对模型进行了修正.利用该修正的有限元模型,计算了套管的挤毁压力.试验结果和有限元分析结果表明,该模型具有较高的计算精度,可以用来计算套管的挤毁失效压力.     

提高石油滚子链链板疲劳性能的研究

本文以1(1/2)时滚子链链板为例,介绍了挤孔提高链板疲劳性能的理论、试验结果和挤孔的参数选择。对1(1/2)时外链板,合理的挤孔参数应使孔边的环向塑性变形ε_θ为1.73%。采用该参数试制的1(1/2)时高强度石油滚子链的疲劳极限已达到滚子链额定破断负荷的31%。     

柴油机油滚子随动件磨损试验的建立

调配了一种能替代柴油机油滚子随动件磨损试验专用燃料的燃料。建立的柴油机油滚子随动件磨损试验具有良好的重复性和区分性,满足滚子随动件磨损试验的要求,可以用于评价柴油机油滚子随动件的磨损性能。     

套管外表面均匀磨损和偏磨后的挤毁试验研究

在套管钻井中,由于套管外表面被磨损后外径、壁厚和径厚比等都发生了改变,抗挤强度下降,严重影响整口井的安全。为了模拟套管外表面在井下受到的均匀磨损和偏磨情况,选择同一规格的7根套管试样对其外表面进行小磨损量的均匀磨损和偏磨挤毁试验、对比分析和研究。结果表明,径厚比是影响套管磨损后抗挤强度的主要因素;随着磨损量的增加,试验值与API挤毁公式计算值差值增大,表明套管局部长度外表面磨损量较大时API公式不再适用,需要修正。     

孔板型空化装置处理油田污水的初步试验研究

针对油田开采后期,污水成分复杂且各种常规水处理方法都有其局限性的问题,提出了水力空化技术用于污水处理的设想。利用空化的化学效应,采用4种不同结构的孔板,建立了水力空化污水处理系统,对油田现场污水水样进行了尝试性的试验研究。分析了相同作用时间下,各孔板结构的空化数以及入口压力对水样COD去除率的影响,结果表明,空化数为0.65～0.85时,污水COD的去除率较佳;当有效过流面积与管截面积的比值拉近0.12时,可以在较低的入口压力下得到相对较高的COD去除率;孔板装置对降低油田污水COD含量具有一定的促进作用,但去除率并不高。研究结果对分析水力空化技术作为油田污水辅助处理技术的可行性,具有一定的参考价值。     

海洋平台用钢板状焊接接头的低温疲劳试验

在ＰＬＧ－３００ＫＮ高频疲劳试验机上配备低温环境室及其控制系统，对海洋平台用钢（Ａ５３７）焊接接头在低温和室温下进行了疲劳试验。试验结果表明：在高应力幅区，当应力幅值大于低温安全临界应力幅值时，低温环境会降低焊接接头的疲劳寿命，安全性差；在低应力幅区，当应力幅值小于低温安全临界应力幅值时，低温环境反而会增加焊接接头的疲劳寿命，安全性好。在低温环境中，大的交变载荷对接头的疲劳强度影响很大。     

中心开孔的固定管板计算

本文根据受压环板的受力分析,并结合该类管板实际边界的约束情况,给出了中心开孔的固定管板的简易计算方法,经过与GB151、TEMA固定管板的计算方法作比较,对本文计算法的安全可靠性作出了评价。     

修井机井架的静强度与疲劳分析

利用ANSYS有限元软件对修井机井架进行了静强度计算，同时利用疲劳理论完成修井机井架的疲劳分析。     

含缺陷油气管道剩余疲劳寿命的预测

采用Paris公式计算分析了含轴向表面裂纹油气输送管的疲劳裂纹扩展过程 ,通过含缺陷油气输送管的全尺寸实物疲劳试验 ,对所采用的含缺陷管道疲劳寿命预测方法的计算结果做了实验验证 ,结果表明 ,含缺陷管道的疲劳寿命数值计算结果与实物试验结果基本吻合 ,采用Paris公式以及Zahoor等提出的管道表面裂纹尖端应力强度因子表达式进行油气输送管道的疲劳寿命计算分析是可行的。由分析和计算得知 ,含表面裂纹缺陷钢管疲劳加载周期为 1465次 ,考虑安全裕度 ,其剩余疲劳寿命约为 2 0a。含外表面裂纹疲劳扩展过程分为疲劳裂纹稳定扩展和疲劳裂纹快速失稳扩展两个阶段 ,前者的扩展周期较长 ,后者的扩展周期相对较短。     

刹车鼓热场数值分析及材料热疲劳寿命评估

应用ANSYS有限元分析软件，分析了石油钻机刹车鼓的温度场、热应力场及热应变场分布特征；结合材料性能参数，对刹车鼓热疲劳寿命进行评估，估算结果与高温低周疲劳试验结果基本吻合，为高温作用下钻机刹车鼓的热疲劳寿命评估提供了依据。     

套管钻井中套管柱疲劳可靠性及相关力学特性研究

利用CAE仿真技术和可靠性疲劳实验方法,研究了套管钻井中的有关力学问题.分析了不同径厚比套管的受力状态、磨损套管剩余强度、套管柱的振动模态和疲劳可靠度.研究结果表明,径厚比越大,套管管体Mises应力越大,套管发生失稳的临界荷载越小.对于均匀磨损,随着磨损长度的增大,套管的剩余抗拉和抗扭强度逐渐变大,并达到一个极限值;对于非均匀磨损,其剩余抗拉强度与磨损长度之间的关系均近似服从指数分布.两种磨损状态下,套管柱剩余抗拉和抗扭强度都随磨损量的增加而降低;套管柱外径对套管横向振动固有频率的影响大于径厚比对其的影响,纵向固有频率主要取决于管柱长度.运用可靠性方法,基于概率分析设计了单轴和双轴疲劳可靠性试验,得到了套管柱的单轴和双轴概率疲劳特性,推导出套管钻井的P-S-N曲线方程.     

LNG冷能用于橡胶粉碎的流程优化研究

基于冷能梯级利用原则,利用Aspen HYSYS模拟分析了现有LNG冷能用于橡胶粉碎的流程,并进行热力学分析,找出了系统中的火用损失最大的设备。根据火用分析结果,得到改进流程,分析两流程之间的差异。结果表明:低温换热器火用损失占比最大,在两流程中分别占比49%、30%,改进流程火用效率从73.64%提升至77.94%,LNG流量每小时减少30.77%,约节能670kW;冷能利用系统火用效率随LNG进口温度降低而升高,梯级利用才能发挥出LNG所含冷能的最大价值。     

基于可靠性理论的钻柱疲劳寿命预测

钻井过程中极易发生钻柱疲劳失效事故,不仅影响钻进速度,而且大大降低了钻井效益,因此准确预测钻柱的疲劳寿命,对于提高钻柱的安全可靠性、减少钻井事故的发生具有重要意义。根据钻柱疲劳裂纹的扩展与钻柱的应力状态有关,首先对钻柱进行了应力状态分析,并进行了等效应力合成。在应力分析的基础上,结合可靠性理论,确定了影响钻柱疲劳裂纹寿命的随机性参数:钻压、转盘转速以及疲劳裂纹初始长度。结合Form an模型建立了钻柱I、III复合型疲劳裂纹扩展速率的计算模型。算例分析表明,该模型能够计算相应可靠度下钻柱疲劳裂纹的循环寿命,且计算结果与现场钻柱的使用寿命比较接近,能够满足现场钻井工程的精度要求。该模型具有一定的实用性,为钻柱疲劳寿命的准确预测提供了理论依据。     

换热器管-板角焊缝射线检测方法分析

换热器管-板角焊缝常规无损检测方法缺陷检出率不高,无法保证管-板角焊缝的焊接质量。采用棒阳极X射线进行检测,缺陷检出率高,但其检测工艺相对复杂,缺陷底片评定不易区分。通过对管-板角焊缝的焊接结构、射线检测工艺、典型缺陷成因进行分析,重点研究了典型焊接缺陷射线检测底片的评定方法,为管-板角焊缝射线检测的底片评定提供一定的技术参考。