等壁厚螺杆钻具及应用

等壁厚螺杆钻具是一种新型动力钻具。介绍了等壁厚螺杆钻具的基本结构、与普通螺杆钻具的结构区别和技术优势,并对其现场应用效果进行了分析。与普通螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具具有工作扭矩大、使用寿命长、耐高温等优点,在深井和高密度钻井液井及小曲率半径水平井应用具有较大的技术优势。     

等壁厚螺杆钻具定子衬套变形规律研究

研究了静压和压差对等壁厚螺杆钻具定子橡胶衬套变形规律的影响,并与常规螺杆钻具定子衬套做了比较。分析结果表明,静压和压差作用对等壁厚定子衬套变形规律的影响与常规定子衬套相比有很大区别,如等壁厚定子衬套弧底位移最大,弧顶位移最小,与常规定子衬套相反;等壁厚定子衬套变形受内压作用影响比常规定子衬套小,且随着压力增加,等壁厚定子衬套内轮廓线各点法向位移增加较均匀;与常规定子衬套相比,等壁厚定子衬套具有更高的抗压能力和更好的密封性能。因此,采用等壁厚定子衬套可提高螺杆钻具的工作效率和延长其使用寿命。     

新型等壁厚螺杆钻具定子结构设计及力学分析

等壁厚螺杆钻具定子以其独特的性能受到国内外专家学者的推崇,但是其细长内螺旋曲面的存在带来了加工上的困难。提出了套装式螺杆钻具马达定子结构设计方案,变定子整体加工为分层加工,降低加工难度。通过有限元法对其在不同过盈量、均匀内压下的力学性能进行分析,获得套装式定子结构的应力分布规律,为套装式等壁厚螺杆钻具定子设计与应用提供理论依据。     

等壁厚螺杆钻具研制与现场试验

等壁厚螺杆钻具是近年来研制成功的一种新型螺杆钻具,具有单级密封压力高、转速低、扭矩大、曲率半径小、使用寿命长、耐高温和使用更加安全可靠等技术优势,适合在常规生产井、深井、斜井和定向井中使用,但国内刚处于试验研究阶段。在介绍等壁厚螺杆钻具国内外发展现状、基本结构与设计要点的基础上,指出了等壁厚螺杆的技术特点及与常规螺杆的主要区别,并在2个区块、相同井型进行了2种不同形式螺杆钻具的应用试验。现场数据分析表明,等壁厚螺杆钻具在不维修情况下,累计下井使用时间平均193 h,比常规螺杆提高40%以上,机械钻速提高22%。等壁厚螺杆钻具的使用寿命比常规螺杆钻具长,且能有效提高机械钻速、缩短建井周期,可以推广应用。      

等壁厚关键参数对螺杆钻具衬套性能影响研究和试验分析

根据Mooney-Rivlin双参数模型建立橡胶衬套本构关系,取橡胶泊松比为0.5,做不可压缩处理,确定弹性模量、剪切模量等相关材料参数.根据定子轮廓方程确定结构尺寸,建立定转子接触模型,完成等壁厚衬套厚度由5 mm变化到12 mm、马达头数为3∶4、5∶6、7∶8条件下等壁厚衬套性能对比分析,完成等壁厚衬套厚度、马达头数变化对螺杆钻具性能影响研究.根据计算结果优化钻具结构参数并完成等壁厚衬套试验分析,试验数据给出了压差由1.93 MPa变化到5.90 MPa时,扭矩、转速、容积效率、总效率的变化规律.等壁厚结构关键参数对衬套性能影响的计算结果,为确定制造参数、提高钻具性能提供基础.     

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。     

螺杆钻具打捞器特锥扣接头有限元分析

基于弹性力学的有限元接触问题,对设计的LZLT203螺杆钻具专用打捞器的特锥扣螺纹接头建立了有限元力学模型。分析了该接头在受轴向拉伸力和轴向压缩力的作用下,其螺纹附近的应力变化及其接触面上的接触压力分布与变化。分析结果表明,在相同轴向载荷作用下,拉伸时接头内的针对应力为压缩时接头内最大应力的1.45倍,接头内的最大接触压力反而只有压缩时接触压力的40%,接头内的最大应力和最大接触压力发生在接头螺纹两端部的第1扣和第2扣内,这些结果为特锥扣螺纹的结构设计以及该接头的应用提供了理论依据。     

等壁厚螺杆钻具定子螺旋槽拉刀设计

围绕等壁厚螺杆钻具定子螺旋槽的加工问题,在分析了螺杆钻具定子螺旋曲线的特点及加工方法的基础上,确定采用铣削加工进行粗加工,然后采用拉削进行成形加工的方法进行螺杆钻具定子螺旋槽的加工,并对拉刀进行了设计计算.     

阶梯形螺杆衬套副的设计及有限元分析

针对目前空气螺杆钻具的核心部件——螺杆衬套副仍采用液动螺杆钻具的等导程、等横截面结构,在工作过程中会加速衬套橡胶老化,缩短螺杆钻具寿命等问题,设计了阶梯形变容积螺杆衬套副,并进行了算例设计。计算结果表明,螺杆钻具从入口端至出口端等效应力、接触应力逐渐加大;衬套副等效应力、接触应力随着过盈量的增大而增大。螺杆衬套副磨损量随着过盈量的增大而增大,但过盈量越小,密封效果也随之变差,一般取过盈量为0.5 mm。可通过改变衬套副几何尺寸来改变输出特性参数,从而适应不同钻头及不同地质条件的要求。     

海底管道铺设施工设计分析

在简要分析海底石油管道铺设现状的基础上,综合研究“S”型铺管与“J”型铺管的着底管段与悬跨管段的受力及变形.采用Pasternak双参数模型分析着底管段海底基础与管道的相互作用,用加权残值法求解考虑波浪荷载作用下悬跨管段的高阶非线性微分方程.分别利用“S”型铺管与“J”型铺管时,托管架与管道相互作用条件及着底管段与悬跨管段的连续条件,获得了“S”型与“J”型铺管时管道的变形、内力及强度计算的近似解,并编制了相应的设计软件.算例分析了在不同施工参数与托管架结构参数组合下管道的相当应力沿管长的变化曲线,可为“S”型与“J”型铺管设计提供参考.     

酸液罐接管法兰防腐衬里结构的改进

碳钢法兰不锈钢衬里结构广泛应用于石化装置的容器设计中，便于制造的合理结构才能保证可靠的使用性能。文章通过对酸液罐腐蚀泄漏的分析找出了腐蚀的原因是衬筒与衬环焊接结构不合理，角焊缝存在焊接缺陷，至使穿孔腐蚀。针对腐蚀的原因提出了接管法兰防腐衬里结构的改进意见。     

柔性三次平衡正扭矩抽油机设计及性能分析

针对现有抽油机减速箱动力输出轴存在净扭矩负值的问题,设计了柔性三次平衡正扭矩抽油机,运用解析法建立了位移、速度、加速度以及动力学特性的相关数学模型,并结合实例进行了运动学及动力学分析.结果表明:该抽油机悬点加速度正向最大值为0.2828m/s2,负向最大值为-0.2155 m/s2,运动性能良好;净扭矩最小值达到4966 N,最大值仅为常规游梁抽油机的73.99％,不但显著提高了系统效率,还改善了减速箱齿轮的受力状况.柔性三次平衡正扭矩抽油机结构设计合理,节能效果显著,使用寿命长.     

杆式支撑换热器壳程性能数值分析及改进设计

用数值方法研究了杆式支撑换热器壳程的流体流动和传热性能，指出了杆式支撑换热器在结构和性能上存在的缺陷，并探讨了几种复合强化传热方法。为杆武支撑换热器的结构完善和推广应用奠定了理论基础。     

再生斜管衬里大面积脱落原因分析及改造对策

针对中国石化金陵分公司1.30Mt/a重油催化裂化装置再生斜管过渡段等特殊部位多次出现红斑等衬里问题,分析其原因如下:(1)施工不均匀;(2)施工工期过短,使斜管衬里预制部分和现场施工部分没有较好的过渡;(3)再生斜管运行条件恶劣;(4)特殊部位衬里的材质无法满足生产需要.提出了相应的改造对策:(1)适应生产工艺要求,提高衬里材质的品级;(2)部署、组织施工,提高施工过程中的各项技术水平;(3)优化工艺操作条件;(4)密切观察运行时的再生斜管.改造效果好.     

外循环式轻烃醚化反应器的设计与分析

建立了轻烃醚化外循环式反应器的拟均相一维模型 ,采用VisualBasic 6.0语言编写了设计程序 ,考察了催化剂床层分段、各段循环比的变化、外循环段与绝热段结合及原料入口温度对反应器的尺寸和床层轴向温度分布的影响。结果表明 :循环比和循环方式是反应器设计的主要决定因素。对规模为 10kt/a的甲基叔丁基醚反应器进行了设计与分析     

制氢转化炉炉管的性能分析与维护措施探讨

通过对制氢转化炉炉管损伤因素和性能的分析，说明加强炉管操作维护是延长炉管使用寿命的关键，并提出了具体维护措施     

非接触式智能管道通径检测器的设计分析

原油、天然气长输管道建设完工后,必须要进行管径通径检测,其目的在于发现施工过程可能产生的管道异常变形.我们以检测管径原始尺寸完整性为目标,进行管道变形缺陷数字化建模、非接触通径检测器运行过程控制、制造工艺、系统优化等方面的研究,基于激光传感器等技术的结合,研发了新型非接触式智能管道通径检测器,弥补传统的接触式(机械式)...     

控制路用性能的沥青混合料配合比设计

介绍了旨在改善沥青路面路用性能的混合料配合比设计的方法。该法特沥青路面可能发生的破坏反映在混合料指标体系中，结果直观、全面、可靠，对指导高等级公路建设具有实际意义．     

加氢裂化装置空冷器管束衬管结构的优化设计

基于FLUENT平台对加氢裂化装置空气冷却器管束人口衬管的直角尾部结构对流动的影响进行了数值分析.结果表明,尾部直角结构使流体在该处产生漩涡,并对下游一定区域造成影响,在衬管尾部后区域产生的高剪应力区加强了流体对换热管壁的冲刷作用.对90°直角、45°倒角及1:10锥度三种衬管尾部结构进行对比分析表明,45°倒角结构优于直角结构,而1:10锥度结构最佳.