石油套管弯曲变形的仿真分析

利用有限元法建立了井下套管弯曲变形的非线性力学模型,通过对油田常见不同规格套管弯曲变形的仿真分析,得到了不同弯曲状态下的作用荷载、工作应力以及位移的相关关系。分析结果表明,随着侧向荷载的增加,套管弯曲经历着一个从弹性变形到塑性变形的时间历程,通过测量套管弯曲变形状态可以有效地判断井下套管的服役状态。该结果为现场采取合理有效的套管修补措施提供了有效的理论基础。     

缩径变形套管径向修复力的研究

采用液压滚珠整形器对发生缩径变形套管进行碾压整形,选取套管、水泥环和地层为研究对象,采用弹塑性和大变形有限元分析方法,建立了缩径变形套管弹塑性力学分析模型及数值计算方法,在水泥环完全损坏的情况下,计算了发生缩径变形时套管通径为ll0mm所需的径向修复力,并与理论值进行对比,验证了数值模拟方法的正确性.此外还研究了不同通径下变形套管达到整形要求的径向修复力,得出随着套管变形通径的增大径向修复力逐渐降低的结论.     

多胀头膨胀天然气井套管修复载荷估算

天然气井套管在地震载荷作用下发生变形,无法进行正常生产。采用特殊的技术使膨胀头下到变形位置后,在外力作用下,对套管膨胀,使其恢复到原来的形状尺寸。使用设计软件CATIA建立了天然气套管和膨胀头的模型,并生成装配模型。在有限元软件ABAQUS内分析了膨胀变形套管需要的载荷,分析中考虑了材料的塑性变形,采用两个膨胀头多套管进行两次膨胀,使总的膨胀载荷降低。计算表明,当套管承受10MPa外压时,第一膨胀头需要的载荷为14418N,第二膨胀头需要的载荷为155744N。当不考虑套管的外压时,第一膨胀头需要的载荷为10751N,第二膨胀头需要的载荷为100480N。     

海洋隔水套管对中装置结构有限元分析

应用通用有限元软件Ansys10.0,建立了海洋钻井平台隔水套管对中装置的三维弹塑性非线性接触问题的有限元力学分析模型,对其结构强度及变形进行了分析.分析得到结构中最大等效应力出现在门轴处,大小为273MPa,小于材料的屈服应力,结构变形情况也与实际工作情况一致.对复杂结构内部的应力与变形进行有限元分析,为结构设计的优化与改进提供了依据.     

温度计套管强度影响因素的分析

以温度计套管为研究对象,对温度计套管强度的影响因素进行分析.通过单轴拉伸试验,比较不同焊接质量温度计套管的拉伸强度,确认焊缝饱满的温度计套管,拉伸强度相对较高.基于流固耦合方法,应用有限元分析软件比较不同流场速度下温度计套管的等效应力.与此同时,对不同长度温度计套管的固有频率进行了分析,并计算了漩涡脱落频率.     

深水气井套管接头密封圈气密性分析

高压气井的套管在下入过程中,随隔水管在海洋环境中发生弯曲变形或振动,承受非均匀外载,使接头密封结构变形不一致,导致密封性能降低。应用线性Drucker-Prager塑性模型模拟作为套管接头二级密封的聚四氟乙烯密封圈,应用ABAQUS有限元软件建立高压气井套管接头密封模型,并分析聚四氟乙烯密封圈在内外压力作用下环密封面上的接触应力。结果表明:当套管外壁有集中载荷作用时,密封面上接触应力呈波浪形变化;集中载荷作用区域两侧60°位置上的密封面的接触应力最低,是套管密封最容易失效的区域。     

某车型后桥壳总成变形弯曲的分析研究

某载货汽车后驱动桥采用中段铸造两端插管式的后桥壳总成,其使用过程中出现变形、弯曲、渗油的问题。研究此类后桥壳总成变形弯曲问题主要从桥壳垂直弯曲疲劳、静强度和刚度试验、制造误差引起套管壁厚不均匀的桥壳强度与刚度的CAE分析、插管处过盈量增大对变形量的影响这些方面着手。经过分析可知,由于长期承受繁重的冲击载荷,服役环境恶劣,此种结构后桥壳总成往往先表现出变形弯曲及渗油的现象。通过研究分析进一步深入了解到,此种结构后桥壳总成薄弱位置在套管与铸造减壳过渡的地方,此处截面积变化大,施加载荷后此处应力也最大,整体桥壳的刚性相比其他结构桥壳差,为产品设计开发的最初结构选型提供很好的指导意义;当机加工过程引起的套管壁厚不均匀在一定范围内时,经CAE分析对后桥壳总成的刚性无明显影响,但其强度有所降低,应采用适合的加工工艺以减小制造偏差,并加严控制套管原材料的壁厚差;插管处的过盈量增大可以提高防松脱能力,但对提升桥壳刚性和强度基本没有贡献,无法解决桥壳变形引起的渗油问题。     

定向斜井套管下入摩阻探讨

套管下入过程中,套管与井壁的摩阻可能会造成套管下入困难,影响油井的正常生产。因此,为高效开发油田,对套管下入摩阻问题进行分析,如果能够事先预测套管下入遇阻位置,并提出防治对策,有着重要意义。定向斜井井壁的弯曲和下入过程中套管柱的变形和受力是力学计算的难点,考虑大斜度井井身参数的实际情况,借用修改的别斯良克公式,由实测大钩载荷反演分段摩擦系数,并对某地区的一口井进行了试算。     

一种带防冲套管的换热管胀接方式

分析常规火电高压加热器防冲套管脱落原因,采取措施杜绝防冲套管脱落.开发出新的带防冲套管的换热管胀接方式,解决了长期困扰高压加热器防冲套管脱落的技术难题.     

特殊螺纹油套管接头完整性评估计算分析

针对特殊螺纹油套管接头的主要结构加工参数进行了接头连接和密封性能的评估计算公式推导,并设计完成了一套特殊螺纹接头油套管完整性评估软件。首先,通过对油套管接头失效形式及机理分析,推导出各失效形式对应的临界载荷计算公式;然后,通过对单个螺纹牙的弹性变形分析,建立整体油套管螺纹接头的力学分析模型,结合变形协调方程推导得到接头螺纹牙承载分布求解公式;最后,通过对比临界载荷与实际承载以及密封面总接触压力与管内气体压力完成接头完整性评估。评估结果表明:在相同载荷作用下,TM型接头套管最易发生剪切破坏失效;密封面总接触压力大于管内压力,密封性能良好。     

两缸串联煤气压缩机非稳态运行工况分析

以用于某工艺装置的两缸(低压缸和高压缸)串联压缩机在运行过程中出现的非稳态工况为实例,对引起非稳态工况的主要因素进行分析,重点讨论了由于高压缸隔板变形导致中分面泄漏而引起非稳态工况的性能变化过程,分析了高压缸性能变化对低压缸性能的影响。本文首次提出了压缩机内泄漏稳定性极值qLcr、相对不稳定性、绝对稳定性的概念,有利于更好理解内部泄露对压缩机性能的影响。     

汽轮机高压缸三维热弹性接触模型及其气密性分析

汽轮机高压缸中的高温和高压蒸气经常会造成缸体较大的变形,从而在汽缸法兰中分面产生漏气,为了分析汽缸的气密性,文中结合汽缸温度场和三维弹性接触理论,建立汽缸三维热弹性接触有限元模型。利用建立的模型完成一个100MW汽轮机高压缸的温度场及应力、变形计算,并且应用于实际的高压缸改造。实践表明这些计算结果可以作为汽缸设计的重要依据,从而提高运行中汽缸的安全可靠性。     

多因素作用下储气库注采井油管接头气密性分析

储气库注采井油管接头在服役期间,套管接头处会承受拉、压载荷以及交变压力等,对套管接头气密性产生影响。为研究不同工况下接头主密封面等效应力变化以及分布规律,采用SOLIDWORKS软件和ANSYS软件对特殊螺纹套管接头进行应力分析,确定井口部分为套管串气密性危险点以及主、次密封面过盈量。研究结果表明:为满足特殊螺纹接头气密性及安全性需求,在高内压工况下主、次密封面过盈量应分别为0.05、0.01mm,在低压工况下可适当增加次密封面过盈量,以提高气密性;在实际储气库运行周期中,由于交变载荷的作用,接头主密封面有效密封长度会发生变化,甚至在应力集中区域会发生塑性变形,严重损害接头气密性。因此建议在储气库中使用高屈服强度材料的特殊螺纹接头,以满足不同工况下对接头气密性、安全性要求,同时适当增加次密封面过盈量,使密封面等效应力分布更加均匀。     

离心压缩机阶梯焊接机壳水平法兰变形的控制

针对阶梯型焊壳的焊后变形的问题,进行了铆焊工艺改进,最终采取控制焊序和利用反变形的措施,使大型阶梯焊壳水平法兰的变形得到了控制.     

大型轴流压缩机焊接机壳结构设计及优化

针对某型号大型轴流压缩机,基于CAD/CAE现代设计方法,利用Pro/E三维设计软件,在满足互换性的要求下,设计了可以代替铸造机壳的焊接机壳。采用ANSYS Workbench软件对下机壳结构进行静力分析,确定下机壳应力分布和位移;利用DOE优化技术,分析了下机壳外壳板及进、排气筒板厚与机壳变形和质量间的关系。在此基础上,在保证下机壳变形量不增加的情况下,对板厚进行优化,达到机壳减重、节约材料的目的。     

轴流压缩机机壳稳态运行特性的数值模拟

通过有限元软件,对轴流压缩机机壳的静力及热稳态运行时的温度场、应力场和变形场进行了有限元分析。静力分析结果显示,机壳在静载作用下的变形及应力均不大,满足设计要求。热应力分析表明：机壳大部分区域等效应力较低,中腔到排气腔的过渡处及排气腔法兰处应力较高,最大应力值为922MPa,超过了材料的屈服强度;机壳在热膨胀的作用下,排气腔直径扩张19mm左右,并且,机壳有较大的轴向伸长,应加强机壳相应部位的强度及刚度,保证机壳安全可靠地运行。分析结果为轴流压缩机机壳的优化提供了参考。     

PNN测井仪工作原理与典型故障维修

PNN测井仪是Hotwell公司研发的一种用于测量饱和度、孔隙度及管外流体的测井仪器.本文介绍了井下仪器的组成,分析了其工作原理,并着重对在使用中所遇典型故障和维修及分析方法进行了阐述.     

拼焊顺序对大型焊接机壳中分法兰变形的影响

利用热弹塑性有限元方法对大型轴流焊接机壳中分法兰的变形状态进行了数值计算,建立有限元模型,分别计算三种拼焊方案下机壳中分法兰的变形情况。定量地预测了不同拼焊顺序下机壳中分法兰的变形,得到了可获得最优变形状态的拼焊顺序。对比中分法兰计算变形和实际变形测量数据,吻合良好,证明数值优化方法用于大型结构的变形预测是可行的。     

一种新型套管磨损表面形貌检测装置的研制及应用

介绍了一种自行研制的套管表面形貌检测仪的结构、工作原理。以S135钻杆和P110套管为摩擦副,以不同的钻井液（清水和不同成分的泥浆）为中间介质,在套管磨损实验机上进行了磨损实验,采用研制的套管表面形貌检测仪测试了摩擦副磨损表面形貌。测试结果表明,自行设计的套管表面磨损检测仪可检测套管磨损表面形貌,并可用于计算表面形貌参数。结合磨损条件,该检测仪可以分析套管的摩擦磨损性能。