采油井筒内脱接器导向接头有限元分析和结构改进

在双螺杆泵井下油水分离系统中,脱接器主要用于抽油杆和螺杆泵转子的可靠对接及转矩传递。导向接头是脱接器的主要零部件之一,其强度和刚度直接影响脱接器的工作性能。利用有限元方法分析了导向接头在工作过程中的应力分布和变形情况,并提出结构改进方法,进行了新导向接头的应力变形分析,对导向接头的结构优化具有指导意义。     

锁块脱接器的研制与应用

针对现有QZ型卡爪脱接器存在卡爪不对中,卡爪在锁套中会产生偏磨和碰撞以及容易发生卡爪根部疲劳断裂的问题,研制了新型的锁块脱接器。该锁块脱接器通过弹簧控制锁块的移动,实现脱接器上体和下体的对接和脱开。室内试验和现场应用表明,锁块脱接器结构新颖、强度高、脱接可靠、不易损坏、使用寿命长,是与有杆大泵和一些特种泵配套的理想对接工具;锁块脱接器的使用,保证了大泵和一些特种泵的正常生产,延长了检泵周期,减少了作业费用,具有广阔的推广应用前景。     

QZ型卡爪式脱接器的试制与应用效果

QZ型卡爪式脱接器是抽油杆与大泵活塞的专用对接工具。本文着重对其技术规范、适用范围和结构原理进行了介绍。现场试验表明,这种新型脱接器的各项性能指标均达到设计要求,尤其是与φ70mm抽油泵配套使用,可获得显著经济效益。     

自旋式脱接器在临盘油田的应用

为保障临盘采油厂的大泵井正常生产 ,购进了自旋式脱接器。这种脱接器由上体和下体两部分组成 ,上体包括轨道管和轨道套 ;下体包括接头、挡圈、弹簧、滑套和中心杆。自旋式脱接器可在任意位置和角度对接和脱开 ,对接和脱开时只需下放和上提抽油杆柱即可完成。当泵砂卡时 ,左旋抽油杆柱即可脱开 ,解决了砂卡井脱接器不能脱开的难题。该脱接器可重复对接12 0次以上 ,耐疲劳寿命 7× 10 7次以上     

新型防喷脱接器研制与应用

在抽油机配套管式抽油泵采油作业时,当油井所用油管内径小于抽油泵柱塞外径时,需配套应用脱接器。在现场应用中存在对接爪折断、内台肩磨平等问题,及脱接器不具备防喷功能。研制了新型防喷脱接器,通过改变液流通道的方向,改变了原有的防喷结构。现场应用表明新型防喷脱节器能够满足现场的需要。     

海上完井滑套开关工具弹性爪机构性能研究

弹性爪机构是海上完井滑套开关工具中最重要的部件,其力学性能稳定性对于作业成败至关重要。基于受力分析和有限元模拟,建立开关工具弹性爪力学理论模型和三维有限元分析模型,研究弹性爪结构应力分布与作业性能。基于受力理论分析可知,弹性爪机构最大轴向拉力为4 116 N,最大应力为675 MPa;基于有限元模拟计算,弹性爪机构最大轴向拉力为3 924 N,最大应力747 MPa,弹性爪结构强度满足要求。功能试验结果表明,理论计算方法存在一定的误差,有限元模拟结果相对比较精确和可靠,功能试验发现若弹性爪最大应力接近屈服极限,作业过程中结构本身会发生一定的微屈服变形,试验结果偏小,设计弹性爪结构时应特别注意。     

对三种大泵脱接器的认识

介绍了油田使用的三种大泵脱接器(双卡式脱接器、双锁式脱接器和无向对接脱接器)的结构、作用原理及其主要的优缺点,并对如何提高其使用寿命,提出了几点可行的措施。     

海上砾石充填新式滑套作业性能分析

充填滑套主要应用于砾石充填完井防砂作业中,为解决现有滑套误打开和无法关闭的问题,研究新式滑套结构和力学性能。基于受力分析和有限元模拟,建立新式滑套滑动爪力学理论模型和三维有限元分析模型,研究滑动爪结构应力分布与作业性能,并进行功能试验验证。研究表明,理论计算方法存在一定的误差,有限元模拟结果相对比较精确和可靠,功能试验发现若滑动爪最大应力超过屈服极限,作业过程中结构本身会发生一定的塑性屈服变形,试验结果值偏小,设计滑动爪结构时应特别注意。     

脱接器下接头失效分析

<正> 脱接器是有杆机械采油中连接抽油杆和抽油泵的关键部件。脱接器下接头是脱接器中一个重要零件,它的一端与抽油泵相连,另一端与锁套相接(见图1)。由于脱接器一般都在千米深的井下工作,井下温度较高,腐蚀介质复杂,工况比较恶劣,一旦损坏,更换脱接     

KQG-FP型防喷脱接器在试验过程中的研究改进

文中介绍了KQG-FP型防喷脱接器的结构和工作原理，它集防喷、对接、脱锁3种功能于一体，具有超强承载、结构简单、实用性强的特点。在某油田一年多的现场试验表明，该防喷脱接器对接脱锁率高，又能实现不压井作业，并且通过分析应用过程中出现的问题，研究改进，使KQG-FP型防喷脱接器在现场上顺利应用。     

榫合插接结构分支井井眼连接总成的研究与应用

在不稳定地层中,分支井眼连接处易发生变形破坏,为此,设计了一个分支井眼连接总成。该总成包括两个预制的部件:模板和连接器,它们通过一个梯形导轨啮合在一起后形成一个连续的整体机械结构,配合的间隙和公差满足连接器液力密封的要求。利用有限元数值模拟对该连接总成进行了3种地层压力下的位移和内部应力分析,结果表明其变形量非常小,内部所能达到的最大应力小于N80钢的屈服强度,表明该连接总成具有较强的抗地层挤压能力。在河3-支平1井安装了该连接总成,验证了该连接总成连接的可靠性,建议进一步推广应用。     

石油钻井工具用非标碟簧力学特性研究

石油钻井工具常使用非标碟形弹簧缓冲振动,基于大变形弹塑性理论,使用有限元法分析了118 mm非标碟簧在加载过程中的力学特性。分析结果表明,随碟簧压缩位移增加,VonMises应力、周向应力、轴向应力、轴向变形量、周向变形量和厚度t轴向变形量呈非线性增大趋势。压缩位移小于2.5 mm时,碟簧未出现塑性变形;压缩位移为2.5 mm时,周向应力、轴向应力、轴向变形量和厚度t轴向变形量剧增,且碟簧发生塑性变形。对碟簧进行了刚度试验,压缩位移小于0.47 mm时碟簧刚度约为0.66 kN/mm,压缩位移大于0.47 mm时碟簧刚度值约为2.74kN/mm。结合数值模拟结果,建议单片碟簧的工作载荷应小于6.02 kN。该项研究结果表明,有限元法和碟簧刚度试验测定相结合,可以分析非标碟簧的工作力学特性,确定非标碟簧的最大工作载荷,为其科学使用提供依据。     

基于AMESim的深水连接器驱动环液压缸同步仿真

深水垂直套筒式连接器工作过程中最重要的环节是卡爪合拢锁紧密封件,而为了给密封件提供均匀分布的预紧力,3驱动环液压缸的同步运动尤显重要。为此,应用AMESim软件建立了3驱动环液压系统仿真模型,对深水垂直套筒式连接器驱动环3个液压缸进行同步仿真分析。分析结果表明,不同负载对系统同步有很明显的影响,且随着偏载差值的增大,系统同步误差增大,压力损失增大;分流集流阀对液压缸同步有明显的改善作用,消除了系统活塞杆的不稳定运动,控制了系统的流量及活塞杆的运动同步性,改善了系统的动态性能,有利于深水垂直套筒式连接器功能的实现。     

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��In this paper,the static stress of drill tool assembly with multi-stabilizer in deflection borehole is analysed and the theoretical equation which can adapt to any deformation and stress of lower drill tool assembly is derived.Applying the equation to pendulum drill tool,the formulas for calculating the lateral force of bit and internal bending moment of stabilizer at this drill tool are given.The optimum design of stabilizer placement is discussed also.     

全尺寸深水钻井隔水管单根耦合分析

为研究不同工况下隔水管单根各部件的受力状况,采用有限元软件ABAQUS建立全尺寸隔水管单根耦合分析模型,模型充分考虑单根各部件的相互关系。提取整体分析结果作为单根局部分析的边界条件,进行作业工况下隔水管柱单根耦合分析,并进行额定载荷工况下单根的极限承载分析。分析结果表明,正常作业工况下,单根最大等效应力发生在主管上,主管应力和变形均较大,而辅助管线和隔水管夹的应力与变形则可忽略;极限工况条件下,隔水管单根仍满足强度要求,但此时主管最大等效应力已接近其许用应力,所以选配隔水管单根时应尽量保证隔水管承受的工作载荷小于其接头的额定载荷。作业工况和极限工况下,主管几乎承担隔水管单根所承受的所有载荷。     

基于ABAQUS的双金属复合材料密封结构承压性能研究

分析表面堆焊耐蚀合金的高压厚壁圆筒承压能力,难以采用经典的厚壁圆筒理论进行求解。基于ABAQUS有限元分析软件,使用双线性弹塑性材料模型和Cohesive接触模型联合模拟,可得到厚壁圆筒截面的应力分布、结合面接触-分离应力分布、卸载后的残余变形等。以隔水管节流和压井管线插接接头为例,进行承压性能分析。分析结果表明,考虑材料塑性行为能够提升结构的设计耐压能力; 卸载后材料的永久变形的量化结果有助于密封面配合尺寸设计; Cohesive模型能够有效模拟结合面应力传递情况。     

深水水平连接器注水罩设计

针对深水水平套筒式连接器的特殊连接方式,以连接器的安装工具与注水罩的安装工具共用的原则,设计了卡爪式注水罩。分析了卡爪式注水罩的工作原理和安装过程,验证了卡爪式注水罩结构的合理性。对卡爪式注水罩的锁紧机构及其卡爪进行了受力分析,通过有限元计算,校核了注水罩结构的强度。结果表明:卡爪式注水罩结构合理,强度满足工程需要。     

DN1 200 mm钢管螺旋焊缝焊接温度场及应力场有限元分析

为了研究X80管线钢在焊接过程中温度场及应力场的分布情况,以DN 1 200 mm X80螺旋焊管为研究对象,采用有限元分析软件Abaqus分别沿着管道的内螺旋线和外螺旋线进行焊接模拟。结果表明,焊接过程中热源中心最高温度可达1 650 ℃。在焊接内圈时,温度场对称分布;而在焊接外圈时,温度场分布不对称。在焊接完内圈的瞬间,接头最高温度约1 200 ℃,管道内侧的应力峰值为850 MPa。在焊接完外圈的瞬间,接头最高温度为1 300 ℃左右,管道内侧的应力峰值约为620 MPa。管道内侧焊接完成后,在对管道外侧焊接过程中,外侧焊缝处产生的应力场不仅使峰值应力降低,还使应力分布变得更加均匀。试验表明,通过分析内外螺旋焊缝的温度场和应力场分布以及形变情况,对于在焊接过程中内焊裂纹的预防有重要意义。     

F1300型三缸钻井泵机架的静力有限元分析

对F1300型钻井系机架结构按板壳单元和三维块元进行了离散；采用主从节点技术、罚单元和边界弹簧单元处理了复杂壳体结构的特有问题；应用微机版LISA结构分析程序对F1300型三缸泵机架的强度和刚度进行了静力有限元分析计算，获得了机架在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律。计算结果表明，最大应力发生于主墙板轴承座周围，最大相对位移发生在轴承座中心平面处；整个机架结构应力、变形不均匀，强度、刚度富余，从而为F1300型钻井泵的改造、减轻重量和降低成本提供了必要的依据。     

含腐蚀缺陷的水下连接器密封圈性能分析

密封性能是水下连接器的设计难点,实现密封的核心部件是金属密封圈.为了分析腐蚀对金属密封圈密封性能的影响,利用SolidWorks建立含有腐蚀缺陷密封圈的水下连接器三维仿真模型,导入ABAQUS进行有限元分析,得到连接器在不同工况下的密封圈应力云图,进而可以得到连接器临界密封功能失效状态.只有当预紧力足够大,使得密圈接触...