新型井下牵引器步进机构动态特性分析

针对井下牵引器步进机构滚珠丝杠副做运动分析的传统计算方法并未考虑滚动体惯性载荷的问题,采用矢量分析法对滚珠丝杠副进行了运动学分析,得出其轴向运动的影响因素,并运用球轴承拟静力学的分析方法,结合往复作业的实际工况,建立了只受纯轴向力的滚珠丝杠副拟静力学简化分析模型,解出相关影响参数,并研究了不同轴向载荷和转速下步进机构的运动规律。研究结果表明:丝杠轴向移动速度曲线呈现负正弦变化趋势,且转速对其影响显著,轴向载荷一定时,转速与轴向移动速度成倍增长;而对比轴向载荷的影响就略小,一定转速下,在机构的带载能力范围内,随着轴向载荷的递增,轴向移动速度会产生极小的差值;与传统计算方法对比,该轴向速度数值及变化规律有明显的出入。研究结果对于牵引器在水平井井下作业的精确进给和控制具有一定的指导意义。     

3106XC微球聚焦测井仪的自锁机构性能分析

微球聚焦测井仪采用传动效率高的滚珠丝杠将电机扭矩转换成直线运动的力，推动弹簧，完成推靠机构的柔性推靠。但因滚珠丝杠存在不能自锁的问题，因此必须在电机与滚珠丝杠之间设置用来防止螺旋副受外栽荷后发生逆转的机构——自锁轴承。文章阐述了自锁机构的工作原理，对自锁机构受力情况进行了分析。     

自备吊车自动安全锁止装置的研制与应用

目前油田自备吊车的吊臂桩与吊机底座驱动装置采用手动锁止装置进行限位,施工操作繁琐、费力,且易忘记操作,导致机械损坏和人身伤害事故时有发生。为此,研制了自备吊车自动安全锁止装置。该装置主要由机械锁止部分、电路控制和监控部分以及气路控制部分组成。现场应用表明,该装置可有效避免因忘记插入锁止销而造成的机械损坏和人身伤害事故,可以节约大量材料和维修费用,减轻工人的劳动强度,为自备吊车的施工和行车安全提供技术支持。     

深水实验缸旋转支撑机构设计及安全性分析

深水管柱力学实验系统是为研究深水管柱力学行为而研制的特殊装置,其中的旋转支撑机构是深水管柱力学实验缸的旋转定位装置,对整个实验系统的安全运行和实验的顺利进行都有重要作用。介绍了旋转支撑机构的设计,使用有限元对旋转支撑机构进行了应力和变形分析,结果表明,旋转支撑机构结构安全可靠,完全可以满足实验设备的支撑和旋转需要。     

杆式支撑换热器壳程性能数值分析及改进设计

用数值方法研究了杆式支撑换热器壳程的流体流动和传热性能，指出了杆式支撑换热器在结构和性能上存在的缺陷，并探讨了几种复合强化传热方法。为杆武支撑换热器的结构完善和推广应用奠定了理论基础。     

液压猫道翻转机构工程破坏实例分析及优化

某型全液压自动猫道的翻转机构在进行工程试验时发生断裂失效事故。通过试验测试和应力状态仿真,分析了翻转机构支撑架断裂的原因。通过建立支撑板的Ansys Workbench有限元模型,进行应力状态仿真。试验测试包括探伤检测、力学性能测试、材料的化学成分分析。分析结果表明,翻转机构失效的主要原因是支撑板设计中存在应力集中。经过优化设计后的液压猫道翻转机构满足工程需要,可靠性高。     

液压钻杆夹持器的自锁性能分析与优化设计

针对岩芯钻机的钻杆夹持器存在夹紧力不足的问题,建立力学模型,对主要设计参数进行了分析和优化.结果表明:要有效提高夹持器的自锁性能,应适当减小夹持时连杆轴线的水平夹角θ1和增大销轴孔中心距Lg,还应尽量减小销轴直径和滑动面摩擦力;另外,为避免因钻杆自重力不足引起的拧卸扣打滑现象,必须利用液压缸对夹持器进行预加载.     

管道应力分析及柔性设计

论述了管道应力分类、产生的因素以及应力消除方法。管道在内压、持续外载以及热胀、冷缩、位移等因素作用下,其最大应力往往超过材料的屈服极限,使材料在工作状态发生塑性变形,高温管道的蠕变和应力松弛,也将使管系上的应力状态发生变化,利用固定支架将复杂的管系划分为若干段较简单的管系进行应力分析,根据结果对管道进行自然补偿、设置支架或合理选择膨胀节以减小推力和力矩,保证管道的安全运行。     

柔性三次平衡正扭矩抽油机设计及性能分析

针对现有抽油机减速箱动力输出轴存在净扭矩负值的问题,设计了柔性三次平衡正扭矩抽油机,运用解析法建立了位移、速度、加速度以及动力学特性的相关数学模型,并结合实例进行了运动学及动力学分析.结果表明:该抽油机悬点加速度正向最大值为0.2828m/s2,负向最大值为-0.2155 m/s2,运动性能良好;净扭矩最小值达到4966 N,最大值仅为常规游梁抽油机的73.99％,不但显著提高了系统效率,还改善了减速箱齿轮的受力状况.柔性三次平衡正扭矩抽油机结构设计合理,节能效果显著,使用寿命长.     

基于黏着理论的牵引器驱动轮力学分析及优化

轮式牵引器的牵引力由驱动轮与套管的接触摩擦力决定.目前对驱动轮与套管的接触摩擦研究分析多采用考虑犁沟效应下的单齿模型,未考虑接触部位滑动时的剪切作用.为此,提出了驱动轮六面体梯形齿结构,引入黏着理论,同时考虑黏着效应和犁沟效应,建立了驱动轮与套管之间的力学模型,推导出相应效应下的摩擦因数公式,采用数值模拟的方法对驱动轮...     

Performance Testing of Tractor Hydraulic Fluids to Simulate In-Use Conditions

Tractor hydraulic fluids are tested to maximize their performance levels and to ensure manufacturer′s standards are met.Common tractor hydraulic fluid tests include: Gear Wear Protection,Brake Chatter Reduction,Wet-Clutch Capacity,and Pump Performance tests.These tests are run by Southwest Research Institute,in the U.S.A.,for tractors built by John Deere and Case-New Holland.This paper details current methods for evaluating tractor hydraulic fluids.The tests that are described utilize full size equipment and were developed by the tractor′s original equipment manufacturers(OEMs).     

小直径井下工具用新型锁紧机构设计

针对小直径桥塞类井下工具设计空间狭小的现实,设计了一种结构较紧凑的锁紧结构,能实现锁紧和解锁功能,使其适用于可打捞类井下工具。根据当量摩擦因数的理论,对锁环的齿牙和压紧锥面的角度关系进行分析,得出锁环自锁的基本条件是锁环压紧锥面的锥角α应小于齿牙齿前角的倾角β。根据锁环和锁环座的结构特点,计算出解锁时所需满足的几何条件。经试验验证,该锁紧机构能实现设计的功能,并具有较强的承载能力。该锁紧机构的结构为过油管类钢丝电缆桥塞或堵塞器的研制提供有益的支持,可拓展油管压力控制工具的应用范围,具有良好的推广应用前景。     

基于Abaqus的油管悬挂器锁紧机构接触分析

利用Abaqus有限元软件对普通C形卡环、带圆角C形卡环和卡块式3种不同的油管悬挂器锁紧机构在锁紧过程中所受的应力进行了分析。在分析时切向接触条件使用Conlomb摩擦模型,限制了卡环竖直方向的自由度,只允许卡环在水平面有位移。分析结果表明,普通C形卡环式锁紧机构的应力最大,卡块式锁紧机构的最大应力最小;带圆角的C形卡环应力分布比普通C形卡环更为均匀,过渡更为平缓;卡块式锁紧机构的最大应力明显小于卡环式锁紧机构,若能在卡块与推动环接触处增加圆角,则能进一步减小应力集中,降低最大应力值。     

钻井牵引机器人摩擦块—井壁接触性能分析

钻井牵引机器人的牵引力主要来源于支撑机构摩擦块与岩石井壁之间的相互作用力,牵引力与等效摩擦系数是机器人力学特性分析和结构设计的关键。基于此,文章建立了摩擦块与井壁数值仿真模型,分析了摩擦块牙齿轮廓尺寸、数量、正压力、嵌入深度等对当量摩擦系数、牵引力的影响规律。结果表明,正压力和齿前角是影响摩擦块当量摩擦系数的主要参数,也是影响钻井牵引机器人是否能稳定抓靠井壁的主要因素;当摩擦块牙齿齿前角35°、齿后角60°、齿斜角30°、嵌入深度2.5～3.0 mm时,单个摩擦块可提供的轴向牵引力约30 000 N,则钻井牵引机器人三个摩擦块可提供牵引力约90 000 N。该研究成果可为钻井牵引支撑机构力学特性分析和结构优化设计提供理论依据。     

碳纤维复合柔性连续抽油杆性能及矿场应用

目前国内外应用最广泛的有杆泵深抽技术中，普通钢杆由于重量、强度等性能影响，难以满足实际生产的需要。新开发研制的碳纤维复合柔性连续抽油杆克服了普通钢杆的缺点，能够满足低渗油田小泵深抽技术的要求。矿场应用表明，这种新型抽油杆具有强度高、重量轻、抗疲劳性好、耐腐蚀、作业方便的特点。在合理放大生产压差，提高油井产量的同时，达到了高效、节能的效果，具有十分广泛的推广应用价值。     

牙轮钻头浮动卡销锁紧结构的研制

针对目前应用的牙轮锁紧结构存在的问题，研制了牙轮钻头浮动卡销锁紧结构，该结构能有效地减少轴承径向磨损、控制牙轮的轴向窜动量、保护轴承密封，减少锁紧结构上的载荷并能适应一定的高转速，使钻头使用寿命得以大幅度提高。     

新型气密扣结构设计与性能研究

随着石油工业的发展,API螺纹由于其结构上的限制无法满足深井、超深井和高温高压油气井的要求,正逐步被连接强度高、密封性能优异的气密封螺纹接头所替代。为此,针对气密扣台肩与密封面过渡区域应力集中严重的问题,设计了一种带有应力释放槽结构的新型气密扣,利用有限元仿真研究了气密扣主要结构参数对其性能的影响。研究结果表明:较小的齿形角度变化对螺纹整体的等效应力分布影响较小;0°承载面齿形角性价比较高,10°导向面齿形角最为合适,10°台肩最为合适。研究结果可为气密扣结构参数优化设计提供理论依据。     

水下油管悬挂器锁紧结构有限元强度分析

水下油管悬挂器是水下采油树上的关键部件之一,由于其工作时与油气介质接触,且承受井内高压和油管串重力,需保证其与水下采油树可靠锁定。以水下油管悬挂器锁紧结构为基础,建立有限元模型,设置了载荷与边界条件、接触对和单元类型,并赋予材料属性。采用Explicit显式求解方法,完成油管悬挂器锁紧过程的模拟计算,得到各零件的最大应力值。根据API 6A标准对锁紧结构的强度和可靠性进行评估,为水下油管悬挂器的设计开发和试验、应用提供技术支撑。