石油钻杆运移装置起升臂设计及优化

对石油钻杆运移装置的起升臂进行了结构设计,使用Abaqus进行了有限元分析,并根据分析结果对起升臂结构进行了优化并改进,改进后结构更加合理。     

石油钻杆运移系统提升机构设计及优化

针对石油钻杆运移系统提升机构特殊的工作状况,提出了该机构的设计方案,通过对系统进行静力学分析和计算,在此基础上对提升机构进行了有限元分析,并根据分析结果对提升机构进行了优化设计,改进后的提升机构受力更加合理。     

新型铝合金钻杆对岩屑运移效率提升研究

设计一种新型铝合金钻杆。该钻杆可以悬浮在井眼上部,使高速区与岩屑床重合,提升岩屑运移效率。对新型铝合金钻杆进行载荷分析及各零件强度校核,验证新型钻杆的强度。在Fluent中,对环空井眼岩屑运移三维模型进行定性分析,对比不同钻杆转速、岩屑粒径、钻井液排量和钻井液密度下新型铝合金钻杆相对于传统钢钻杆岩屑运移的效率提升。结果表明：新型铝合金钻杆在不同条件下都有更好的携岩能力,特别是对于大粒径的岩屑运移有较大优势。研究结果有助于新型铝合金钻杆的使用和提升井眼清洁度。     

全液压自动猫道研究

自动猫道是管具自动化处理系统的重要组成部件。为了缩短起下钻时间及减轻操作人员的劳动强度和提高安全性,研制一套由全液压驱动的自动钻具输送装置,实现钻具从地面到钻台面的输送或反向输送。     

钻杆焊接裂纹分析及对策

把油田废旧钻杆组焊成框架结构用于房屋建筑 ,代替钢筋混凝土承载柱。在施焊过程中 ,由于形成整体框架钢结构的钻杆 ,产生焊接应力得不到较好的释放受到约束 ,使焊缝产生裂纹。为此 ,就如何防止钻杆焊接裂纹的产生进行综合性分析 ,采取改变常规的焊接工艺方法施焊 ,有效的防止了焊接裂纹 ,保证了焊缝质量 ,收到了较好的效果。1　试验材料钻杆材质 :4 5Ｍｎ2Ｍｏ ,连接钢板材质 :Ｑ2 35-Ａ ,框架柱规格 :4 0 0ｍｍ× 550ｍｍ× 12 .4ｍ ,采用Ｅ4 315(Ｊ4 2 7)焊条 ,焊条直径为 3.2ｍｍ ,4 .0ｍｍ。2　裂纹成因及影响因素分析2 .1　裂纹成因分…     

基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

由于川渝地区的地层结构较复杂,在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积,使得岩屑运移难度大,最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故。为了提高页岩气井的携岩能力,提出一种新型铝合金钻杆,对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析,得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力,也可以降低摩阻,减少钻井液压耗,再对该钻杆进行力学分析与建模,利用实际参数计算,验证了钻杆的可浮性;然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析,提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下,利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真。改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度,对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析,并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比,研究了两种钻杆的岩屑运移率,最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率。该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义。     

全液压自动猫道举升系统控制策略研究

举升系统是动力猫道的核心部分,其连续性和平稳性是影响动力猫道性能的关键因素。液压马达和双作用液压缸共同作用的举升系统是一个双输入单输出耦合非线性系统。钻杆上钻台面时与地面夹角为控制变量,为实现举升过程的连续性,要求其角度稳定在设定角度上钻台面。对举升系统进行速度分析,得到两个输入变量和输出变量的关系式;对速度关系式进行线性化处理,就控制效果和可行性,对控制策略进行比较,并确定马达变速—双作用液压缸变速的控制方式;通过LMS Virtual.Lab Motion和AMESim的联合仿真,分析举升过程的平稳性和受力情况。结果表明:该控制方式是可行的,满足实际要求。     

自动化钻杆输送设备液压系统设计

煤矿井下钻孔施工时,作业人员频繁地装卸钻杆不仅劳动强度高,同时存在一定的安全隐患。为解决该问题,根据该自动化钻杆输送设备的机械结构和要求功能,设计出一套配套该设备的具有防爆功能的高精度电液比例控制液压系统。依据设备中各液压执行元件的负载、速度和动作要求,依次计算其压力和流量,从而确定液压系统的功率、各控制元件和液压原理。为了验证所设计液压系统是否符合工作要求,根据原理图制作了自动化钻杆输送设备的液压系统样机。实验结果表明：该样机能够将钻杆从输送设备的料仓移动到钻机的料框中,满足钻杆输送设备的工作要求。     

钻杆接头双台肩抗扭应力分析

钻杆工具接头的抗扭强度普遍低于管体,为满足使用需要,考虑选择非API双台肩高抗扭矩接头。为此,使用I-DEAS和MARC两个大型有限元分析软件,在SGIINDIG02IMPACTR10000型工作站进行计算机仿真,对S-135钻杆接头双台肩齿面与台肩部位应力分布进行分析,并将计算结果与API标准接头进行对此。结果表明,双台肩工具接头的抗扭能力是API标准接头的1.5倍。     

陆地钻机立柱式钻杆自动传送系统研究

介绍一种陆地钻机立柱式自动传送系统的结构组成、主要技术参数、工作原理,对主要参数进行了分析与计算。该系统适用于陆地深部钻机,能实现钻杆的自动化传送。     

双台肩钻杆接头纵向裂纹失效分析

在钻井过程中,曾发生数起双台肩钻杆接头产生纵向裂纹引起的钻井事故。为了查明该钻杆接头纵裂的原因,用宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能试验、应力分布有限元模拟等手段对失效接头进行了分析。结果表明,双台肩钻杆接头的结构特点是导致接头失效的主要原因。建议减小接头螺纹锥度以提高接头的抗扭能力,避免失效事故的发生。     

S135钻杆管体断裂原因分析

某井发生井涌之后一根S135钻杆断裂。对钻杆断裂事故进行了详细调查和试验分析。结果表明,钻杆在使用过程中所受载荷远低于钻杆的承载能力,钻杆材质本身符合标准要求,可以排除钻杆过载断裂的可能性。钻杆断裂原因是H2S应力开裂所致。并提出了预防钻杆发生H2S应力开裂的措施。     

钻杆外螺纹接头断裂失效分析

结合服役工况条件,通过理化性能检测,对某钻井过程中发生的钻杆外螺纹接头断裂失效事故原因进行了分析。结果表明,钻杆外螺纹接头的断裂失效主要是由于钻井过程中钻杆外螺纹接头锥面斜坡附近位置堆积了大量岩屑,堵塞了泥浆循环通道,导致泥浆循环不畅,在钻柱旋转过程中,钻杆外螺纹接头与堆积岩屑之间发生剧烈摩擦作用而导致其局部温度迅速升高,钻杆接头承载能力大幅度下降,在拉伸和扭转载荷作用下发生塑性断裂失效。     

钻杆排放机械手运动学分析及轨迹控制仿真

针对石油钻机钻杆竖直排放的特点和要求,设计了一种新型自动排放机械手。介绍了该机械手的总体结构和工作原理,对其进行了运动学分析,通过运用D-H方法和雅克比矩阵建立了末端夹持器与动作关节之间运动参数的变换关系,最后利用Simulink进行了轨迹控制仿真。结果表明,机械手能够较好地满足钻杆排放工艺的需求。     

石油钻杆裂纹分析

通过管体无损探伤检验和人工表面检验,并利用扫描电镜和能谱仪对石油钻杆缺陷试样进行微观检验,结果表明连铸坯大型夹杂物是导致钻杆裂纹的主要因素。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程,提出了减少裂纹的措施。     

钻杆加厚过渡区域的超声波检测及缺陷分析

通常钻井生产中使用的钻杆大多是进口的,为节约钻井成本,反复周转使用,其钻杆本体将发生质的变化,产生疲劳缺陷,特别是钻杆加厚过渡区,是钻杆整体中最薄弱的部位、极易产生应力集中,若不进行跟踪检测,将在钻井过程中发生本体断裂事故,造成巨大经济损失和人员伤亡。本文对钻杆加厚过渡区内典型缺陷进行了分析介绍。     

石油钻杆加厚过渡区失效分析及有限元分析的研究现状

石油钻杆在服役环境中要受到介质腐蚀和高温、高压等方面的影响,其受力状态十分复杂,以致失效事故频发,对失效钻杆进行失效分析与评价有助于减少或延缓钻杆失效事故的发生。介绍了石油钻杆加厚过渡区失效分析与有限元分析的研究现状。指出下一步应着重研究超长Miu长度钻杆的失效特征、失效机理与失效原因,以及采用三维有限元技术对在拉伸、弯曲、扭转复合载荷作用下的钻杆加厚过渡区进行系统的力学分析。     

钻杆内螺纹接头失效分析

介绍了葡北4-11井场新钻杆发生内螺纹接头失效事故的有关情况,对失效钻杆进行了宏观分析与断口微观分析以及材质理化检验,从钻杆结构和载荷两个方面探讨了发生失效事故的主要原因,并提出了改进建议。     

石油钻杆加厚过渡区失效分析

对钻杆加厚过渡区失效事故进行分析,确定了钻杆加厚过渡区的失效特征、失效机理与原因,为预防钻杆失效提供了理论基础和技术依据。分析结果表明,钻杆加厚过渡区的失效特征是钻杆刺穿;失效机理为腐蚀疲劳;失效原因为钻杆管体由于应力集中与腐蚀集中,在内加厚过渡区消失点内外壁萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹逐渐扩展,裂纹部位的壁厚也逐渐减薄,当剩余壁厚不足以承受钻杆内壁压力的时候,钻杆内壁的高压钻井液冲破剩余壁厚,最终形成钻杆刺穿孔洞。     

G105油井钻杆失效分析

通过力学性能测试、显微组织和断口分析,并结合钻杆的受力状态,对127 mm G105油井钻杆的刺漏失效原因进行分析。结果表明,钻杆材质符合行业标准要求,失效原因是钻井液中的氧气对钻杆内表面造成严重腐蚀,在交变应力作用下,钻杆内加厚过渡带消失处的腐蚀坑底部首先萌生裂纹,并迅速扩展,最终导致钻杆发生早期腐蚀疲劳失效。