石油套管制造标准实用性问题探讨

为了使石油套管制造标准更好的指导实际生产,通过对接箍最小外径对承载面宽度的影响、套管最小外径对螺纹LC的影响、螺纹紧密距测量方法、螺纹锥度测量方法和接箍螺纹标识方法等石油套管制造标准实用性问题探讨和分析。分析结果表明:提高接箍外径、套管外径的极限下偏差,能够有效保障承载面宽度、螺纹LC、L4满足标准要求;采用测量管坯圆周方向的每一段圆弧半径差值的方法,及时调整管坯圆度的制造精度,提高管坯在螺纹加工LC合格率;采用恒定力矩扳手辅助检验紧密距,可避免因人力差异导致紧密距检验误判风险;建议在标准的锤压印标识内容中增加螺纹类型项。     

工件在组合夹具中的定位误差分析

通过实例,具体分析了工件在组合夹具中加工产生定位误差的原因和解决措施,主要有以下3个方面(1)组合夹具元件刚度不足引起变形,产生误差,应合理选择刚度适宜的定位元件,提高夹具的刚性;(2)组合夹具元件制造公差使工件的位置在一定范围内变动产生误差,应提高调整、测量技术,合理选用量具,尽量消除元件制造公差对工件加工精度的影响;(3)组合夹具尺寸调整精度产生误差,可通过调整、校正,保证尺寸的调整精度不直接影响工件的准确定位。     

螺杆泵抽油杆动态测试仪的研制

在螺杆抽油杆的受力分析中，比较方便的方法是采用直接测量法，而直接测量要受到井下空间窄小，距离选等因素的限制，目前尚未有可靠的新的测量方法，现提供了一种长距离多 测力法。这种方法采用四线制，用测力接箍作为传感器，在接箍中装有端放大器及选址接收电路。由井上仪器发出选址信号后，某一接箍内的电路被选通，该点的受力变为不易衰减的电信号后，通过传输线传到井上仪器而以记录，文中论述了仪器的原理，安装方法及测量过     

内衬油管配套用接箍的设计与应用

针对组成内衬油管管柱的接箍中间存在空档的问题,对接箍的结构进行了改进设计,即加装非金属密封圈,使管柱形成完整耐腐蚀的非金属密封通道。改进后的接箍主要由加长接箍和密封环组成,与油管连接后,使其外螺纹在密封环上旋合,管柱内壁形成连续密封抗腐层,可阻止湍流对接箍中部造成损伤,减少流体摩阻。在胜利采油厂的应用表明,该接箍可提高油管管柱的抗磨损和抗腐蚀性能,节约成本,具有广阔的推广应用前景。     

API圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑

简单介绍了ＡＰＩ圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距检验时所使用的螺纹量规的结构特点,着重阐述了套管及接箍螺纹控制和检验紧密距参数时, 易被忽视和误解的有关长圆螺纹的凸出量、紧密距Ｐ 和Ｐ１ 的正负、手紧紧密距牙数Ａ及短圆螺纹套管紧密距的修正等几个问题。并给出圆螺纹套管及接箍螺纹正确的检验程序, 以避免检验紧密距时产生误判。     

接箍拧紧机的扭矩校准

介绍了接箍拧紧机的扭矩测量原理及ZSM-1型电脑扭矩显示器，论述了大量程扭矩校准的方法及技术要求，并提出了此方法所产生误差的原因和消除误差的方法。     

自制顶针夹头

在加工定轴时 ,其数量达万件以上 ,往往按常规要用鸡心夹头进行上下装夹才可加工。且浪费了工时 ,又增大了劳动强度 ,太繁冗了 ,为此 ,自制了顶针夹头装置 (如图 1)安装车床主轴内孔即可使用。1—顶针体 ;2—轴销 ;3—工件 ;4—夹爪 ;5—挡块 ;6—莫氏锥度夹头座 ;7—弹簧 ;8—堵头图 1　自制顶针夹头装置　　ａ)　顶针夹头由莫氏锥度夹头座、顶针体、夹爪 (圆周上 3爪均布 )、弹簧等件组成为一体。ｂ)　在加工工件时 ,由工件的中心孔放入顶针体处 ,再用尾座顶针顶入另一端中心孔 ,当顶入轴向推力时 ,顶针体就会向后移动 ,使夹爪可自动夹紧…     

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。      

API油管和套管螺纹加工与检验探讨

介绍了API油管和套管加工检验的常用标准。分析了油管、套管的接箍镗孔直径在不同标准中的差异,明确了加工检验的依据。研究了套管外径极限偏差、圆度对螺纹加工带来的影响,指出套管内倒角必须保证在管端360°圆周上完整。探讨了使用量规检验紧密距疑点,给出了紧密距检验的推荐公式。指出传统螺纹量规紧密距测量已有逐渐被螺纹中径测量所取代的趋势。分析了扭矩-位置共同控制上扣后进行J检验的合理性。     

磁定位测井曲线响应有限元分析

磁定位(CCL)曲线常出现套管接箍信号太小、接箍信号波峰变宽或呈“M”状等现象,导致测井深度不准。基于磁定位的结构和工作原理,采用有限元分析方法,研究了测井速度、套管与接箍尺寸和传感器结构参数对磁定位测井曲线形态的影响。结果显示,测速过快和不均匀会导致磁定位曲线中波峰的位置偏离曲线的中心;线圈轴向过长会导致接箍信号变小和波峰呈“M”状;线圈匝数、套管接箍处气隙长度和套管内径主要影响接箍信号的大小,增加线圈匝数和增大磁钢半径可以提高在大直径套管中的接箍信号。研究结果有助于磁定位测井的优化设计与应用。     

涡轮钻具叶片电解加工过程多场耦合仿真分析

利用COMSOL软件仿真模拟涡轮钻具叶片在电解加工过程中,电场、流场以及电化学反应场之间的耦合情况。仿真结果显示,在整个加工过程中,电场参数始终均匀分布于加工间隙内; 加工间隙内流场参数的分布随着加工的进行逐渐变得均匀。在综合考虑了各物理场之间的耦合作用后,仿真得到了加工完成后叶片的型面轮廓。提出的多物理场耦合模型可以有效预测叶片的成型轮廓,且加工间隙内各场参数的均匀分布有效改善了阳极工件材料的表面质量。     

连续油管注入头夹块力学分析及结构优化

基于弹性力学理论,提出了一种组合材料的连续油管注入头夹块结构。利用ABAQUS对比分析了常规和组合材料夹块在相同条件下的接触压力分布规律,并对组合材料夹块结构的端面倒圆角半径、环向倒圆角半径进行了优选。分析表明:组合材料夹块结构更加有效地将夹持力传递给连续油管,使得连续油管的接触压力提高且分布均匀,有效地提高了夹持的可靠性。     

多分量地震数据矢量保真度分析

介绍了矢量保真度分析技术的基本原理。利用VectorSeis数字和普通模拟三分量检波器采集的多分量资料计算了地震波质点偏振的椭圆率和平均互相关误差，并将两类检波器的计算结果进行了对比。对比结果表明，虽然用两类检波器采集的资料计算出直达波的质点振动轨迹都呈线性偏振，但数字检波器线性偏振系数的分辨能力和抗干扰性比普通检波器好，在互相关误差系数上表现得要比模拟检波器小得多，表明数字检波器采集的地震数据矢量保真度优于模拟检波器。在中原油田进行了二维三分量地震勘探试验，得到了较好的PP波和Ps波成像资料。     

井下流量控制阀金属密封仿真研究

智能井的井下流量控制阀中的金属密封对于其可靠性具有重要的影响。针对具有圆度误差的金属密封和滑套的密封副(以下简称为金属密封副),利用ABAQUS研究了介质压力和初始过盈量对其接触应力的影响。研究发现:①当金属密封副的2个椭圆截面长轴正交或重合时,接触应力沿接触环面分别呈“W”型或“M”型曲线分布。2种曲线上波峰和波谷处的接触应力的最值与密封面上的平均接触应力均随着介质压力、初始过盈量和滑套圆度误差的增加而增加; ②当金属密封副的2个椭圆长轴夹角θ为15～75°时,接触应力分布曲线的波峰和波谷的最值和密封面上的平均接触应力先减小后增加,且与θ的关系曲线均关于θ=45°线近似对称。     

方钻杆旋塞阀的三维有限元接触分析

为了对方钻杆旋塞阀的旋钮、十字拨块和球阀之间的互作用情况进行分析,找出旋钮和十字拨块的应力薄弱点,建立了旋钮、十字拨块和球阀的三维有限元模型。采用C3D4单元对模型进行网格划分,限制球阀底端截面的所有自由度,限制旋钮和十字拨块X方向的移动和Y、Z方向的转动自由度,扭矩通过旋钮内六方孔中心上方的耦合点施加在旋钮内六方孔上。分析结果表明,十字拨块在旋转方向一侧的外侧边缘处应力最大,且应力最大处与十字拨块的失效位置相同;十字拨块的变形状态与失效后的塑性变形相同。     

隔水管快速接头卡簧设计与分析

从快速接头连接过程的角度出发,针对隔水管快速接头的关键部件卡簧,建立卡簧变形与卡簧端面角度及开口角的关系式,采用理论计算与仿真模拟相结合的方法,对卡簧的端面角度及开口角进行了优化。并采用有限元分析软件ABAQUS对所设计的快速接头进行了局部分析和强度校核。分析结果表明,卡簧变形理论值与仿真结果相比误差在10%以内,即在正常使用的卡簧斜面倾角范围内,得到的卡簧变形量计算式能够为卡簧斜面倾角与开口角的合理设计提供理论依据。卡簧变形量与卡簧截面惯性矩有关,卡簧开口角度大小对卡簧变形量的改变影响不大。采用倒圆角的方法,能够很好地解决卡簧结构开口处的应力集中问题,对卡簧的改进具有指导作用。     

低吸附量煤岩和页岩等温吸附实验的负吸附原因

低吸附样品等温吸附实验经常出现反"V"形先升后降"负吸附"现象,成为困扰相关实验的测试难题。为此,基于前人的研究成果,引入大样量重量法等温吸附仪,分析了大样量重量法的测试原理和操作流程,对比了体积法、磁悬浮重量法和大样量重量法3种方法的优缺点,进而选取大样量重量法等温吸附仪对内蒙古二连盆地吉尔噶朗图凹陷吉煤2井低煤阶煤岩和川南地区某井下志留统龙马溪组页岩样品进行了等温吸附实验,以期在消除系统累计误差影响之后,探究出现"负吸附"现象的根本原因。实验结果表明:(1)大样量重量法测试中未出现"负吸附"现象,其对低煤阶煤岩和页岩样品的测试结果可靠,拟合度高(R~20.99);(2)电子传感器误差(天平、压力和温度等采集器件)、系统累计误差、吸附相密度取值差异等不会导致吸附曲线形态的反转性变化;(3)样品缸空体积误差是引起"负吸附"的根本原因。结论认为,在等温吸附解释算法中增加体积校正参数,可以提高测试的准确性。     

一种适用于有限长度混合相位未知脉冲的最小平方反褶积新方法

普通的最小平方反褶积只有在子波为最小相位脉冲和反射序列为白噪声的假设下才是成立的,而对于混合相位未知脉冲来说,这种最小平方反褶积就不再适用了。本文提出一种适合于有限长度混合相位未知脉冲的最小平方反褶积方法。运用此法只需预先估计一个混合相位子波的长度。合成数据的试验结果表明,该方法有较好的效果,且对预先估计出的子波长度不敏感。文中还证明混合相位未知脉冲最小平方反褶积等效于一种有间隙的平滑误差滤波器的作用,而这种有间隙的平滑误差滤波又可分解为一个前向多步预测误差滤波与一个后向多步预测误差滤波之和。可以预计这种新的反滤积方法将在地震数据处理中得到有效的应用。     

钻具螺纹接头螺纹牙载荷计算方法的探讨

钻具螺纹接头各圈螺纹牙承受的载荷分布是不均匀的，这对螺纹接头的疲劳强度影响很大。用有限元分析方法虽能精确地计算许多条件下螺纹牙的受力状况，但要系统分析各种因素对螺纹牙承受载荷的影响就不太方便。鉴于此，用数学分析方法得到了在预紧扭矩和外加轴向载行作用时钻具螺纹接头的变形协调方程，并求出其近似解，即螺纹各圈间载荷分布函数，据此讨论了影响各圈螺纹牙载荷分布的因素。分析认为，减小内、外螺纹接头截面积倒数之和，或增大螺纹牙啮合时的变形柔度，可使各圈螺纹牙载荷分布趋于均匀。     

垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差标定

提出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法,根据空间坐标系转换原理,推导二轴重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型,构建安装误差标定矩阵。标定前,保证钻具轴线不变,旋转浮动导向套,测试加速度计输出电压,经处理后作为多元线性回归样本,并利用标定矩阵元素间的数值关系,解算矩阵;标定时,将已解算的标定矩阵和重力加速度在加速度计敏感轴上的分量代入两坐标系数学模型,计算重力加速度在钻具坐标系三轴的分量,从而实现井斜角和工具面角精确测量。该方法不需要借助高精度辅助测量仪器或调校基准平台,也不需将钻具摆放到特定状态,具有测试过程简单、测试精度高的特点,便于在井场对二轴加速度计进行下井前最后校正。实验表明,标定后井斜角误差在2.5%以内。