延迟焦化装置水力除焦技术探讨

本文对水力除焦理论进行了论述,根据理论和实际经验分析了水力除焦的机理和影响除焦效率的因素;对国内有井架及无井架水力除焦技术,从流程、设备、除焦效率、单位能耗等方面进行了分析比较;介绍了国外近年来水力除焦技术及设备的发展。     

井架临界载荷与振动参数的关系

根据结构形式和受力特征，将井架折算成一根沿长度上质量均匀分布、刚度恒定的简支渠，用振动理论研究井架的结构频率与作用载荷的关系。计算实例表明，井架上作用的载荷与井架结构频率的平方三线性关系。据此，可在井架载荷较小情况下，测量无载荷和有载荷下的井架结构基本频率，并通过计算公式确定井架的临界载荷。     

新型水涡轮减速器

一种供炼油厂无井架水力除焦动力设备使用的YT1080型水涡轮减速器,已由洛阳石油化工工程公司和西安航空发动机公司合作研制成功。据专家鉴定,该产品居国内先进水平。无井架水力除焦是我国独创的一新型除焦方法,水涡轮减速器是该装置的一项重要设备。过去,旧式水涡轮减速器的轴承运转寿命     

石油钻机井架的现状与发展趋势

介绍了国外及我国石油钻机用塔形井架、Ａ形井架、Ｋ形井架和桅形井架等的现状与发展趋势。在对各类型井架结构特点和发展过程进行分析的基础上，提出了发展我国井架的若干设想：淘汰塔形井架；优先发展Ｋ形或Ａ形井架；积极开展顶驱井架的理论研究，同时为适应顶驱装置安装开展老式井架的改造；大力开发井架上的机械化、自动化设施；着手研究超深井大型井架。建议我国钢铁生产部门开发新的型钢品种，以进一步改善井架构件的受力状况。     

K型模型井架应变位移测试及计算分析

采用经纬仪观测位移和电阻应变片测量应力的方法，对K型模型井架的位移和应力进行了试验室测试；采用线性和几何非线性的计算机程序，对模型井架进行了有限元计算分析。测试和计算分析表明，井架承受垂直载荷时，除产生前倾变形外，还产生轻微的扭转变形。测试的位移值和应力值都比计算值大，说明目前的计算方法还不能反映由于制造和安装误差使井架产生的附加变形与应力，这种计算方法需进一步完善和改进。     

井架强度数值计算研究

文章介绍了几种结构形式井架强度的数值计算方法和软件，进一步完善了分段井架销接和分段井架嵌套模型的处理方法，使计算结果更符合实际。结合材料力学和焊接工艺，介绍了井架重要的强度验算以及焊缝高度的计算方法，使井架强度数值计算更能指导设计和生产。     

自携式作业井架的有限元分析

对自携式作业井架进行了系统的有限元分析，得到决定井架刚度和强度状态的是井架工作状态的结论。由于井架工作空间的需要，上部前面必须开口，主腿需要收拢，使井架上部的强度和刚度大大下降。通过分析发现，该井架的设计是比较合理的。     

在用井架的寿命估计

用应力—强度干涉理论对井架结构进行可靠性分析，分析中的诸变量作为随机变量来考虑。在上述基础上，将随机变量更逼真地描述成随机过程，建立应力—强度—时间模型，与在用井架的寿命估计，即井架能继续工作的时间联系起来。分析影响井架使用寿命的基本随机变量和随机过程，由负载时间和承载数值的不确定性，导出井架响应的随机过程服从Ｐｏｓｓｉｏｎ分布规律。研究了在随机—无关或随机—确定状态下，符合井架实际工况的随机变量的两种组合，得到可信度较高的在用井架使用寿命估计值。     

在用井架剩余承载能力极限状态评定方法

钻井井架因长期使用，各构件、构件间连接及井架整体都会产生不同程度的损伤与缺陷，严重影响井架的承载能力。与承载能力降低的同时，井架结构的应变参数也发生相应的变化。对此，为提高井架的使用安全性，提出以实测应变参数为基础的井架剩余承载能力极限状态评定方法，即采用以应变参数测试为主，辅以结构变形测量、腐蚀测厚、焊缝探伤等综合测试方法检测在用井架结构性能，应用权限状态理论评定在用井架剩余承载能力。应用该方法已测试与评定了98部在用井架，取得了满意的效果。     

井架可靠度计算

根据可靠性理论基础,阐述了井架可靠度的基本概念。井架可靠度分为构件可靠度和结构可靠度,重点讨论了井架因构件失效而引起的结构失效问题。提出了井架系统,包括串联系统、并联系统和混联系统的可靠度计算方法。     

新型钻机井架及底座设计模型

目前我国油田正在使用的中型、重型模块钻机的井架和底座结构都不适合快移式钻机 的要求,为此,在分析我国钻机井架、底座现状的基础上,提出了快速移动、快速安装的新型钻 机井架、底座的设计原则和标准,同时还对其设计模型和设计特点作了详细的论述。这种新型的 模型除充分考虑了拆装便捷、移运高效外,还应用液压油缸自动举升和控制技术,是一种具有全 新理念的快速移运、快速安装的钻机。     

TZJ40(B)直立井架拖挂钻机的研制

针对常规车装钻机井架需采用绷绳固定,对井场地质要求高,占用井场空间大,不能满足丛林、山地、丘陵、沙漠等特殊地区油气开发需要的问题,研制了TZJ40(B)直立井架拖挂钻机。该钻机配套井架为双节套装直立式可伸缩K形井架,前开口、无绷绳、液压伸缩、液压起放,井架与钻台直接连接,钻台增加了侧面支撑与台体斜撑,保证了井架的稳定性。有限元分析及试验表明,该钻机的最大钩载达到设计要求,各项指标均符合API相关规范,可满足114mm钻杆4000m的钻井能力。     

有初始变形井架结构分析的简便方法

研究井架结构的折算长细比法和单肢演算法并不能真实反映井架的应力大小,也不能精确确定危险截面位置及应力分布;而有限元分析方法又没有普遍意义。为此,采用等价应力法对有初始变形的井架进行结构分析。该方法通过对没有变形的井架整体或构件的有限元模型施加一组等价力,使之产生的应力与具有初始变形时的井架应力值相一致,可以在不改变井架有限元模型的基础上,达到计算快速且结果准确的目的。实例计算表明,除井架整体稳定临界系数的相对误差为１１.７％以外,其余各项的相对误差都小于１０％。     

720kN桅杆式井架的设计计算和应力测试

为满足液压轮式通井机的使用要求而设计的桅杆式井架采用板焊结构,主体截面为长方形的方形钢,材料为HG60。对井架进行了稳定性、静强度和疲劳强度设计计算。编制制造工艺、设计工装。利用电测方法,进行了最大载荷下的静应力测试和额定载荷下的动应力测试,并作了分析。     

新型井架快移装置的研制

针对大型钻机井架的特点及搬迁问题,研制了一种新型井架快移装置。该快移装置采用液压控制和电磁阀遥控控制,具有上下对正、左右平移和转向功能,操作方便,自动化程度高;其整体移运状态为半挂车形式,移运小车部分为全挂车形式,可以整体或分开运输设备;配备的大吨位多点支撑车桥可满足油田开阔地域的大型井架、底座等设备的运输。现场试验情况表明,新型井架快移装置各项性能指标均符合设计要求,具有广阔的推广应用前景。     

基于遗传算法的无绷绳修井机钢丝绳与井架夹角优化设计

定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角,对无绷绳修井机井架的应力和变形影响很大,为了降低井架的应力和变形,用遗传算法优化了无绷绳修井机定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角.基于ANSYS分析了优化前后两种方案无绷绳修井机井架的应力和变形,分析结果表明,优化后的方案井架的应力和井架上天车位移减小了,优化设计方案明显改善了无绷绳修井机的结构参数.     

大庆-130型钻机替代机型的研制

为满足2 000～2 800 m井深范围油气勘探开发的需要,研制了大庆-130型钻机的理想替代机型BE380L钻机。该钻机为机械统一驱动,采用液力传动、链条并车方案。井架为K型机械伸缩,采用低位安装、油缸起升方式;底座为旋升式结构,携井架油缸共升。预留丛式井移运装置和网电驱动接口。该钻机于2010年10—12月完成总装调试与型式试验,性能参数完全满足设计要求。在江汉油田钻了1口1 720 m的定向井,整机总体性能良好。但对试验中暴露出来的问题要进行整改,并对井架、底座进行优化设计。     

油田修井机井架的力学分析与优化设计

修井机井架承受着主要的载荷，如果设计不当，会浪费原材料，甚至在使用中出现事故。在对修井机井架进行有限元分析的基础上，得到了一种新井架结构。改进后的整个井架应力分布趋于均匀，最大应力比原结构降低12％。受压稳定性分析表明，改进设计的整体稳定性较好，完全可以保证井架的正常工作。对井架的模态分析表明，井架的固有频率与底盘发动机、绞车的工作频率不同，因此当绞车在不同转速下工作时，不会发生共振。将有限元分析技术、结构优化技术与大型设备设计相结合，为设计师提供了主动设计的依据，提高了修井机的技术含量和设计水平，同时，也为其他产品应用结构优化设计技术提供了有价值的参考。图3表l参16     

ZJ40CZ车装钻机的研制

采用液压盘式刹车和顶驱等先进技术而开发设计的ZJ40CZ车装钻机,选用高速柴油发动机为行车系统和作业系统提供动力;绞车和转盘采用液力+机械传动方式驱动,绞车为双滚筒,采用液压盘式刹车作为主刹车;井架采用液压油缸起升和伸缩。ZJ40CZ车装钻机可用于复杂地形地区的油井、气井的钻探施工作业,其优越的底盘越野性、较高的作业效率,特别是高移运性,实现了钻机的快速搬家和组装,降低了钻井成本,大大提高了钻机的整体性能,能够满足中深井原油钻探开发的需要。