基于ANSYS和响应面法的排管机立柱优化设计

为满足排管机立柱的轻量化设计要求,快速实现设备的降本增效,以排管机立柱截面尺寸优化为研究重点,利用Design Modeler模块进行参数化建模,利用ANSYS Workbench软件静力学模块对立柱的刚度、强度以及振动模态进行有限元分析,并对立柱的结构参数进行优化。分析结果表明:立柱侧壁板宽度L_2和折弯板角度α对最大总变形的敏感度最高,增大L_2和α的数值可以有效减小最大总变形量; L_2和α对最大等效应力的影响是非线性的,随着α的增大,最大等效应力先升高后降低,L_2增大时最大等效应力会降低;优化方案相较原方案质量减轻3. 2%,最大总变形量降低14. 1%,在最大等效应力降低的同时前3阶固有频率均有所提高,达到了减轻立柱质量、增强刚度及提高固有频率的优化目的。所得结果可为类似机械设备的尺寸优化设计提供借鉴与参考。     

9000m海洋绞车滚筒轻量化设计分析

现代海洋平台设计,轻量化是一个重要的设计理念。为保证海洋绞车滚筒轻量化设计后的可靠性,利用有限元分析软件ANSYS,对9000m海洋绞车滚筒的3种不同结构形式进行强度和刚度的仿真分析。分析结果表明,在最大钩载时,筒体加周向筋板的强度和刚度较其他2种结构形式好,在滚筒外表面的Von-Mises应力值为120～245MPa,滚筒内表面的Von-Mises应力值为210～320MPa,滚筒的最大变形为1.1346mm。因此,筒体可采用增加周向筋板的办法来增加滚筒的强度和刚度,同时减少筒体的壁厚,实现绞车滚筒的轻量化设计。     

基于NSGA-Ⅱ的近钻头测量短节弹性元件结构优化

弹性元件作为井下工程参数测量短节的结构薄弱环节,设计中除应使其满足测量性能要求外,还应考虑其结构的完整性。为了研究测量短节中弹性元件的综合性能,通过构建多目标参数优化模型来探讨结构参数中测量灵敏度、结构刚度与强度之间的关系,采用遗传算法获取模型的Pareto最优解,对拟定结构进行有限元分析,以验证结构的测量性能及强度。分析结果表明:弹性元件测量区域的应变值与理论值相比误差在3%以内,具有较好的一致性;极端测量工况下弹性元件测量区的最大Mises等效应力约260 MPa,与理论值相近,满足强度条件。所提研究方法可在一定程度上确保测量短节弹性元件的综合性能,也可为弹性元件的再优化及后续研究提供参考。     

关于深井不同壁厚组合生产管柱优化设计的研究与应用

随着天然气开发在我国取得的突破性迅猛发展,气井生产管柱的优化设计在采气工程和现代完井中的作用显得越来越重要.针对为满足深井油管强度要求,常采用带液能力差的不同油管直径组合生产管柱、严重影响气井稳定生产的突出矛盾,开展了深井不同壁厚组合生产管柱优化设计与应用的研究.文中研究成果的应用表明,为了有利排液,对于小于6000m的深井,生产管柱完全可采用既满足油管强度要求、又满足下入深度要求的组合壁厚油管柱优化设计,以取代组合直径油管柱设计.文中推导的不同壁厚组合生产管柱最大安全下入深度设计数学模型、当最大安全下入深度为已知时,求解组合壁厚油管柱实时安全系数数学模型,为不同壁厚组合生产管柱取代不同油管直径组合的生产管柱优化设计,提供了可供借鉴的技术支撑和有效工具.     

高陡边坡输气管道的受力特性分析

为了探究高陡边坡对输气管道安全性的影响,应用ANSYS有限元软件,考虑管道和土体之间相互作用的非线性,建立了高陡边坡处管土相互作用的三维有限元模型,分析了设计工况下管道的应力状态。通过计算发现,高陡边坡处管道的应力集中和最大纵向位移主要出现在下坡段弯管处,管道承受的最大Von Mises应力为189 MPa,最大纵向位移为3. 79 mm,椭圆度为1. 23%,均满足规范要求,高陡边坡处管道的通行方案可行。为了确定合理的管道通行方案,分析了坡高、管径、内压和壁厚对管道应力和变形的影响,分析结果表明:当坡高大于15 m时,应采取增加支墩、采用阶梯式下坡等方式,以减小重力载荷对下坡段弯管的直接作用;大口径管道更容易发生强度和稳定性失效破坏;当内压达到7. 5 MPa时,管道将发生强度失效,但未发生稳定性失效;随着壁厚增加,管道的应力和椭圆度均有所下降,但下降幅度并不大。研究结果可以为山区管道的设计和安全防护提供一定的技术支撑。     

35MPa采油井口装置大四通有限元分析与优化

采用ANSYS软件对35MPa采油井口装置大四通进行有限元分析,得到了应力分布状态,在此基础上以主壁厚、内圆角和外圆角这3个结构参数为设计变量,以重量最轻作为目标函数对大四通进行了结构优化,获得了满足强度条件下重量最轻的设计方案。结果表明,优化后的大四通重量减少了13.48%,最大等效应力降低了9.71%,可有效降低成本,提高大四通的工作可靠性。     

基于响应面法的分级注水泥器结构优化

分级注水泥器在实际使用过程中结构刚度不能完全达到固井需求，经常由于结构变形造成循环孔打开或关闭失败。为此，采用响应面优化方法对分级注水泥器本体和滑套的5个关键尺寸参数进行改进，以达到提高结构刚度的目的。优化结果表明：采用拉丁超立方试验设计法的计算结果拟合出滑套最大变形量与质量，本体总变形、径向变形及质量的响应曲面；根据拟合的响应面，通过多目标遗传算法预测出滑套和本体设计变量的最优参数组合，并进一步构建了相应的优化模型；通过对滑套及本体进行热流固耦合分析可得，优化后滑套最大变形量减少了47.3%,本体最大总变形量减少了32.0%,本体最大径向变形量减少了62.7%。所得结论可为分级注水泥器设计提供理论参考。     

不同内压作用下连续管疲劳寿命有限元分析

为了弥补理论计算难以准确预测连续管疲劳寿命的不足,用ANSYS Workbench有限元分析软件建立了工作状态的连续管三维有限元力学分析模型,给出了连续管疲劳寿命有限元分析步骤,分析了不同内压作用下连续管的疲劳寿命,考察了壁厚对连续管疲劳寿命的影响,并与之前文献通过试验方法得到的结果进行比较。研究结果表明:不同内压作用下,不同壁厚连续管疲劳寿命有限元软件计算结果与试验结果趋势相同,最大误差小于8.46%,平均误差5.84%~7.04%,满足工程精度要求,可以采用有限元方法进行连续管疲劳寿命分析;增加壁厚不仅可以增加连续管的强度,还可以延长其疲劳寿命。     

钻井液高速离心机转鼓强度应力有限元分析与优化

对钻井液高速离心机转鼓在各种载荷工况下的应力应变进行了有限元仿真分析,通过调整转鼓参数来研究参数变化对转鼓强度和径向变形的影响。结果表明:转鼓的最大应力位于靠近大端鼓底的柱形筒体的内壁上;物料离心液压力引起的最大应力和最大径向位移随着转鼓壁厚的减小而增大;转鼓自身质量离心力在壁内产生的最大应力和最大径向位移与鼓壁厚度无关。     

基于紧密性的法兰模糊可靠性优化设计方法

提出了螺栓法兰连接模糊可靠性的概念,基于垫片时效泄漏模型和模糊随机概率理论,推导了螺栓法兰连接模糊随机可靠性的计算公式。为减轻法兰质量,降低设备成本,根据设计参数定义了密封可靠性的灵敏度优化参数,同时考虑螺栓法兰连接的紧密性、法兰强度和刚度,研究了法兰模糊可靠性优化设计方法。根据提出的优化设计方法,以某管法兰为例进行了模糊可靠性优化设计,设计得到的法兰既可满足强度、刚度及可靠性的要求,又能使连接系统的泄漏率小于规定指标泄漏率,且优化后其质量减少了16%,设计的法兰安全、经济。     

Evaluation of the coking resistance of catalysts of steam conversion of hydrocarbons

Translated from Khimiya i Tekhnologiya Topliv i Masel, No. 10, pp. 9–10, October, 1991.     

石油企业知识型员工流失的原因分析与思考

对石油企业知识型员工流失的现状进行了描述,并分析了流失的原因;阐述了稳定知识型员工队伍的基本思路;从提高待遇、增进感情、发展事业、制度创新四个方面提出了相应的对策。对石油企业的人力资源管理理念的创新进行思考。