压裂泵阀箱强度及寿命分析

对阀箱进行有限元强度和寿命计算,找到危险截面和应力分布状态,对于阀箱可靠性评估、改进设计和正确使用具有重要意义。采用与Pro/E无缝结合的有限元分析工具Pro/Mechanica对某70MPa压裂泵阀箱进行了有限元强度和疲劳寿命分析。通过对应力图动态查询可知,最大应力为694.7MPa,位于缸腔与柱塞腔相贯部位拐角处,内腔平均应力为347.6MPa。整体上阀箱的疲劳寿命为1×1020次,阀箱整体强度足够,但薄弱环节的最低疲劳寿命仅为1×104.803次。为此设计时应加大关键部位的圆角半径,以减小应力集中。为了延长泵头的工作寿命,可采用自增强、复合强化、喷丸处理等工艺措施。     

压裂泵阀箱疲劳寿命影响因素的研究

对国产某型号140 MPa压裂泵阀箱裂纹的断口进行分析,研究表明阀箱裂纹断口呈解理断裂形貌特征,疲劳辉纹在解理面上以脆性方式扩展,阀箱工作时较高的周向应力是引起疲劳开裂的主要原因。在此基础上,运用有限元软件开展了自增强技术、表面加工精度、表面强化处理工艺以及材料选择对阀箱疲劳寿命的影响规律研究。研究结果表明,以上方法均可以延长阀箱的疲劳寿命,但自增强技术是延长阀箱疲劳寿命最有效和最经济的方法,可有效延长疲劳寿命最长达7倍左右,在实施工艺上可选用静液压法和炮轰法,炮轰法工艺程序简单,建议采用该法进行自增强处理。     

HQ－3~3／_8in超高压压裂泵阀箱的强度设计分析

根据对比国产ＹＬＢ－１０００型阀箱和美国ＨＱ－３３／８ｉｎ阀箱的结构设计和有限元分析的结果，讨论了ＨＱ－３３／８ｉｎ阀箱的强度设计特点，从而提示了超高压压裂泵阀箱在强度设计中应重视的若干问题。     

泵阀弹簧对石油压裂泵性能影响的试验方案

泵阀作为压裂泵液力端的关键部件和易损部件,它工作的好坏直接影响到压裂泵的性能和使用寿命。弹簧是直接与压裂泵泵阀接触的重要部件。弹簧性能的好坏将对压裂泵的工作性能起到重要作用。通过试验方法测得弹簧与泵阀联合工作的特性,寻找最佳的弹簧刚度对研究泵的吸入、排出性能具有非常重要的意义,提出了泵阀弹簧对石油压裂泵性能影响的试验方案,包括试验原理、试验方案和数据处理方法等。     

HQ—3^3／8in超高压压裂泵阀箱的强度设计分析

根据对比国产ＹＬＢ－１０００型阀箱和美国ＨＱ－３＾３／８ｉｎ阀箱的结构设计和有限元分析的结果，讨论了ＨＱ－３＾３／８ｉｎ阀箱的强度设计特点，从而提示了超高压压裂泵阀箱在强度设计中应重视的若干问题。     

基于Ansys/Ls-Dyna的压裂泵泵阀强度分析

泵阀是压裂泵中最重要的易损部件之一,其强度关系到压裂泵的工作特性。运用Ansys有限元分析软件中Ls-Dyna模块,模拟100 MPa高压环境下阀盘以一定速度冲击阀座的整个过程,对泵阀进行静力以及显示动力下应力、应变分析,找出泵阀的失效原因,为改进泵阀提供了理论依据。     

压裂泵阀箱孔相贯线倒圆过程中刀具运动分析

为了消除压裂泵阀箱孔相贯线尖角部位的应力集中,应将相贯线的尖角部位倒圆。通过分析采用浮动镗刀镗削相贯线尖角过程中刀片应具有的运动规律,推导出相应的计算公式。     

基于ANSYS/LS-DYNA的压裂泵泵阀动力接触分析

泵阀属于重要的易损件,其工作寿命直接影响到压裂泵的工作特性。LS-DYNA是功能齐全的显式动力分析软件,可以模拟各种复杂的非线性动态问题。运用LS-DYNA有限元软件,考虑橡胶的缓冲作用,模拟高压环境下阀盘和阀胶皮以一定速度冲击阀座的过程,考察动态接触过程中的应力、应变分布情况,分析泵阀失效原因,为提高泵阀寿命提供了理论依据。     

淬火温度对30CrNi2MoV钢力学和耐蚀性能的影响

为了探索调质处理中淬火温度对新型压裂泵阀箱材料用钢30CrNi2MoV力学性能和耐蚀性能的影响,研究了3种热处理工艺:(1)相变点以下780℃淬火+620℃回火;(2)相变点附近830℃淬火+620℃回火;(3)相变点以上880℃淬火+620℃回火。并将3种工艺处理后的锻件与原始锻件性能进行对比。研究结果表明:原始锻件力学性能和耐腐蚀性能最差,经过热处理后其综合性能都得到较大幅度的提升;随淬火温度的增加,试样的强度和硬度随淬火温度的增加而增加,塑性降低;热处理后试样拉伸断裂属于韧性断裂;冲击性能在830℃淬火+620℃回火时达到最大,淬火温度为830℃时材料耐腐蚀性能最好。综合考虑力学性能和耐蚀性能,建议压裂泵阀箱用钢30CrNi2MoV在830℃左右进行淬火。     

05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的疲劳性能

采用四点弯曲疲劳试验方法,研究了05Cr17Ni4Cu4Nb汽轮机低压末级动叶片用钢焊接接头的疲劳性能,绘制了该钢焊接接头的S—N曲线,并与05Cr17Ni4Cu4Nb钢母材进行了对比。研究结果表明,采用优化的焊接、热处理工艺,05Cr17Ni4CuNb钢焊接接头的条件疲劳极限可以达到母材的90％以上。疲劳试样断口的扫描电子显微镜观察发现．焊缝表面或近表面的显微缺陷及接头的组织不均匀性是影响05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头接头疲劳性能的主要因素。     

硼化蓖麻油润滑添加剂对钢-钢和钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响

在蓖麻油(CO)分子中引入硼,制备了一种新型环境友好润滑添加剂(BCO),并利用红外光谱对其主要官能团进行表征。通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油、以BCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-镁摩擦副抗磨减摩性能的影响;用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对镁合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了BCO添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,BCO添加剂在菜籽油中具有优良的极压抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链蓖麻油分子的载体作用、硼的缺电子性以及二者的协同作用与摩擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和/或摩擦化学反应膜。     

酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响

以三乙醇胺和蓖麻油为原料,合成了一种环境友好酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂(NCO),利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定.分别采用四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以NCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副抗磨减摩性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时对铝合金磨痕进行X射线光电子能谱和电子探针分析,探讨了酰胺型改性菜蓖麻油润滑添加剂的抗磨减摩机理.结果表明,以酰胺型改性蓖麻油为添加剂,以菜籽油为基础油时,钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用,这是由于酰胺型改性蓖麻油添加剂以其具有较强极性而更容易在金属表面形成强吸附膜,同时在摩擦过程中形成了含有机氮、亚硝基或硝酸根的复杂氮化物的高强度聚合物膜.     

含氮、氧改性菜籽油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响

对菜籽油进行化学改性制备了一类氮氧型改性菜籽油添加剂（NOR）,并利用红外光谱对其主要官能团进行鉴定。分别通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以NOR为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副抗磨减摩性能的影响,用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对铝合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了氮氧型改性菜籽油润滑添加剂的抗磨减摩机理。结果表明：以氮氧型改性菜籽油为添加剂,以菜籽油为基础油时,钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用,其润滑作用机理是由于长链菜籽油分子的载体作用、氮的高反应活性以及二者的协同作用在金属摩擦表面形成了含氮、氧及碳等元素的表面保护膜。     

南堡5-4井抗200℃高温钻井液的研究及应用

南堡5-4井是部署在南堡油田5号构造海上的第一口深探井,完钻井深为5700 m,预测井底温度约为200℃,常规钻井液难以满足该井钻探的需要.通过对钻井液处理剂和配方的评价与优选,研究出了一套抗200℃高温海水钻井液,其具有良好的抗高温流变性能和热稳定性,可满足海上深井钻井需要.现场应用证明,该抗高温钻井液配方简单,现场处理、维护方便,性能稳定易调整,并可由上部井浆进行转化,保持了钻井液应用的连续性,显示了其良好的经济性.     

压裂液性能对压裂效果的影响分析

本文把对压裂效果影响的压裂液性能分为影响造缝作用和影响储层及填砂裂缝渗透率的压裂液性能,重点针对水基体系讨论了压裂液粘度、滤失造壁性、摩阻性、配伍性以及破胶水化液等性能对压裂处理效果的影响,并提出了相应的控制方法．     

“海洋石油201”用于陵水17-2气田深水钢悬链立管铺设的可行性分析北大核心CSCD

为充分发展我国自有深水铺管装备能力,对"海洋石油201"(HYSY201)铺管船用于陵水17-2气田深水钢悬链立管(SCR)S-Lay铺设的可行性进行了研究。以外径323.9 mm的SCR为例,采用有限元软件OrcaFlex就SCR起始、正常和终止铺设等3个阶段进行了静态分析,并基于静态分析结果选择对应的关键步骤进行了动态分析,评估了SCR最大顶部张力、上弯段和悬垂段的最大应变、托管架滚轮最大支反力等,进而判断HYSY201可否用于陵水17-2气田SCR的铺设。结果表明,HYSY201可用于陵水17-2气田外径不大于323.9 mm的SCR的铺设作业,但是无法用于外径为457 mm的SCR铺设作业,需要使用其他更高能力的S-lay铺管船或J-lay铺管船完成铺设。本文研究结果为陵水17-2气田深水SCR铺管船的选择及铺设方法的确定提供了重要的参考依据,具有实际工程指导意义。     

莺-琼盆地高温超压对有机质热演化的影响

剖析影响莺-琼盆地10口高温高压井的实测镜质体反射率数据的因素,结合热模拟实验结果,探讨高温、超压对第三系腐植型有机质热演化与生烃的影响。认为：高地热场为腐植型有机质向天然气转化提供了有利的条件,特别是莺歌海盆地泥底辟带存在短暂的深源热流体上侵,可能使浅层沉积中的有机质转化成低成熟原油;超高压对有机质热演化的抑制作用是次要的,即便有少许抑制作用,也往往被高温效应掩盖。图4表1参17     

页岩气水平井压裂对井筒完整性的影响

以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水泥环达到屈服时的最大套管内压力,并讨论了套管及水泥环参数变化对系统受力行为的影响规律。计算结果表明:水泥环内表面比套管更容易达到屈服极限,水泥环厚度对水泥环内壁受力影响较小;增加套管壁厚,有利于保护井筒的完整性;套管内径和水泥环弹性模量对水泥环内壁受力影响较大,套管内径和水泥弹性模量越小,则水泥环越安全。研究结果对于页岩气压裂过程中井筒完整性设计控制具有一定的参考价值。     

二维条件下天然裂缝对压裂裂缝影响的分形分析

由于天然裂缝系统分布十分复杂,造成裂缝性储层水力压裂施工砂堵、多裂缝延伸等复杂情况时有发生,施工失败几率增多。从裂缝性储层压裂数值分析的难点入手,引入分形几何理论系统分析断裂和裂缝分布的分形维数,建立大、小尺寸裂缝分形维数之间的回归关系式,并编制可视化软件研究天然裂缝的二维迹线分布和分形参数对天然裂缝孔隙度及渗透率等参数的影响,并在二维PKN和KGD模型的基础上分析了分形参数对压裂缝几何特征的影响规律。研究结果表明：大尺寸断裂与小尺寸裂缝在分布上具有相似性,天然裂缝分布的孔隙度和渗透率随着裂缝发育程度的变化呈正增长趋势,PKN、KGD模型计算的缝长、缝宽都随分形维数的增大呈递减趋势。     

水平井射孔参数对压裂起裂压力的影响分析

对于压裂施工而言,水平井压裂起裂压力具有至关重要的作用。而水平井射孔参数是对压裂起裂压力具有较大影响的因子。因此,文章以水平井参数为自变量,以压裂起裂压力为因变量,阐述了水平井射孔参数对压裂起裂压力的影响,并结合数据,对实验结果进行了分析,希望为水平井射孔技术的有效应用提供一些参考。