管坯中部镦锻变形上限分析

针对管坯中部锻锻变形过程中产生的内壁凹陷现象，建立了含凹陷的平行速度场模型。采用上限法，给出了判别凹陷产生的准则，讨论了影响凹陷程度的因素：增大变形程度和坯料壁厚，减小法兰高度，增大凹模模膛与坯料之间的摩擦以及减小心轴与坯料之间的摩擦，都会抑制凹陷的扩大。其中以坯料壁厚的影响最为显著，模膛与坯料之间的摩擦因素的影响最小。所得结论对于空心抽油杆等管坯件的镦锻工艺设计具有一定的指导意义。     

管坯镦锻条件分析

摩擦系数和镦锻比是影响管坯镦锻分流面尺寸的两个重要因素，但管坯的长度达到某一数值时，管坯中部的某一段相当于在无摩擦的条件下镦锻，必然会引起应力状态的改变，从而在管坯内壁形成环形空穴，最终可能形成折叠。当管坯长径比很大时，为了防止在镦锻过程中产生折叠现象，在设计聚料工步时，通常要遵循镦锻规则。为减少镦锻过程中的聚料工步数，在传统规则的基础上，给出了中部带法兰的管件在镦锻时的限制条件，并将此条件应用于空心抽油杆的镦锻。此外，为有利于管坯聚料，空心抽油杆的模具型腔可设计成与心轴锥度相反的倒锥形。     

压裂管柱轴向变形的理论计算及应用

综合分析压裂作业过程中影响管柱轴向变形的因素,从实际作业工况出发,考虑各因素的动态变化,结合弹塑性力学,利用划分微元后叠加的方法,建立了压裂管柱轴向变形的理论计算模型,并以陈平15-2 井水力喷射分段压裂为例进行了实例计算,根据计算结果可准确地进行井下作业定位、校核作业工具强度以及确定伸缩补偿距,对现场生产作业具有重要的指导意义。     

轴向力作用下换热管固有频率分析

现有文献关于轴向力对换热管固有频率的影响系统性的研究较少。鉴于此,简要对比了TEMA标准、GB151及有限元法3种轴向力作用下换热管固有频率的计算方法,利用ANSYS软件瞬态激振计算与傅里叶变换相结合,分析了跨距l=1.0 m的等长多跨管在不同轴向力作用下前3阶固有频率变化规律。研究结果表明:轴向拉应力起到了应力刚化作用,使换热管固有频率升高,但拉应力的应力刚化效果要小于等值压应力的应力软化效果;轴向力对于换热管1阶固有频率影响较大,对于2阶和3阶固有频率的影响逐渐减小;对于跨距相等的多跨换热管,随着跨数的增多,轴向力对于固有频率的影响越来越明显。所得结论对于保证换热器的安全运行具有一定的指导作用。     

径向水平井钻杆截面的塑性变形及轴向受力分析

径向水平钻井技术是开发油田的一种新技术,钻杆在经过斜向器时曲率半径反复变化,钻杆处于应力-塑性应变状态.钻杆截面变形量大小及斜向器弯道阻力的大小对能否正常钻进至关重要.分析了钻杆截面的应力-应变关系,在假定钻杆为理想刚塑性材料的条件下,推导出了钻杆截面的长、短轴极限变形量及钻杆转弯时的阻力计算公式,分析了滑道摩擦系数、射流反力对阻力的影响,从三种条件下公式的计算结果与实验对比中可证明这些公式的正确性,对斜向器的设计和钻杆的选材以及确定实际钻进的工作参数具有指导意义.     

注气井中油管轴向位移计算比较分析

为了确定油管在正常作业、注入措施作业中封隔器的坐封位置、轴向位移补偿量以及判断封隔器是否解封,根据弹性力学理论得出了不同条件下油管柱的轴向位移量,综合考虑了在不同工况下由活塞效应、螺旋弯曲、径向压力、温度变化、松弛力以及摩阻等因素引起的油管轴向位移;同时考虑了在注气油管内气体的横向压力效应,运用VB语言编制程序,将各自计算结果进行了比较分析。结果表明,在注气油管内考虑横向压力效应时与常规油管长度计算油管轴向位移有明显差异;油管内液体流动引起的油管轴向伸长与注入速度的平方成正比,在注入速度过大时对轴向位移有明显影响。     

从换热管轴向应力分析换热器布管结构

一台浮头式换热器的设计计算,由软件计算显示换热管轴向应力不合格。经过分析换热管轴向应力计算公式,找出了轴向应力不合格的原因,进而分析出换热管轴向应力与换热器布管结构间的关系,为实际工作提供基础借鉴。     

气井油管柱应力与轴向变形分析

气井投产前后温度和压力变化会引起油管应力及轴向变形的改变。若改变量超过某一限度则将导致封隔器解封或管柱损坏等。目前对气井油管柱研究较少,且很多研究在计算时将状态改变前后的温度压力均考虑为定值，或者将温度分布简单考虑为关于井深的线性函数，这样将导致计算结果产生较大的误差。利用考虑传热、相变、生产时间等因素的气井井筒温度、压力分布模型以及弹性力学理论分析并计算温度、气体压力、油管自重、封隔液、产气量等对油管柱应力和轴向变形的影响。将其应用于现场实际气井表明：管柱轴向变形随产量增加而增加，但增加的幅度逐渐减小；与现场实测数据对比表明，计算结果较为准确。     

固定管板釜式再沸器换热管轴向应力分析

建立了某固定管板釜式再沸器的有限元分析模型,计算了其操作工况下换热管的轴向应力,并对换热管各项应力进行了评定,同时应用JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》所述方法对该再沸器换热管轴向应力进行简化计算。结果表明,2种方法计算所得的最大轴向压应力均位于管束中心,其值仅相差4.5%;有限元法求得的换热管最大拉应力位于管束上部,其值约为JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》简化方法计算结果的1.8倍,说明不宜采用简化方法对固定管板釜式再沸器换热管轴向应力进行计算。     

沿管轴向滑坡引起的管线轴向力

通过对滑坡地带管线的力学分析,导出沿管线轴向滑坡时的管道轴向力计算公式。这对滑坡地带油、气管线的强度设计和施工均有一定的参考价值。     

CO_2分压对油管钢腐蚀产物膜的影响

利用静态高压釜对 3种油管钢N80、P1 1 0和J5 5进行了CO2 腐蚀试验 ,通过扫描电镜(SEM)对比分析了腐蚀产物膜的厚度和表面晶粒尺寸的变化规律。结果表明 ,在试验条件下 ,3种钢的腐蚀产物膜均为双层结构 ;膜厚随CO2 分压变化情况比较相近 ,在CO2 分压为 6 90MPa时均达到最大 ,在超临界压力以上急剧减小 ;表面晶粒尺寸随CO2 分压变化出现 2峰 1谷 ,在超临界压力以上急剧减小。     

实体膨胀管膨胀后轴向位移有限元数值模拟

实体膨胀管膨胀后轴向位移的变化规律,是确定待膨胀套管长度和确定膨胀工艺的基础,是实施井下套管膨胀作业前必须解决的问题。为研究膨胀管膨胀后的轴向位移的变化规律,建立了实体膨胀管膨胀过程的三维非线性接触问题有限元分析模型。通过对所建模型的求解,对实体膨胀管膨胀后轴向位移与膨胀工具模角的关系进行了深入细致的研究,找出了膨胀工具与膨胀管在不同的接触条件、膨胀管在不同的内径膨胀率及不同的壁厚条件下轴向位移的变化规律。得出了套管膨胀后的轴向位移受多种因素影响的结论。并通过实验证明了所建立的模型解精度较高,能够满足工程需要。因此,在设计膨胀工艺时,应综合考虑膨胀工具与膨胀管的接触状态、膨胀管的膨胀率及膨胀工具模角,确定套管膨胀前的实际长度,以满足工程实际的需要。     

膨胀套管关键技术的分析

膨胀套管技术是一项节约井眼直径的钻井新技术,起源于美国Enventure公司,现已广泛应用于深水井、复杂地层井的钻井勘探和对套损井的修复再生产,取得了巨大的经济效益和社会效益,而我国对该技术的研究还处于理论探索阶段.文章通过对膨胀套管的关键技术进行分析,指出了研究思路和方法,促进了该技术在我国的推广应用.     

卧式管壳式换热器地脚螺栓受力分析

应用力学原理 ,对卧式管壳式换热器地脚螺栓进行了受力分析 ,并给出了计算实例。     

带压作业闸板防喷器关键部件的有限元分析

带压作业闸板防喷器的关键部件是密封胶心和壳体,分别采用尼龙与帘线-丁氰橡胶复合材料和合金钢锻件制造。以SolidWorks及Cosmos有限元软件为平台建立了数值模型,对胶心和壳体进行了受力数值模拟计算。计算结果表明,在20MPa的压力作用下,胶心接触压力最大值位于尼龙下端棱角位置,达9.7MPa,橡胶翼板无明显应力集中现象,胶心结构强度满足要求;壳体在系统压力为35MPa时,其内壁最大应力为222MPa,安全系数为2.8,满足设计要求。有限元数值模拟为带压作业闸板防喷器的设计提供了参考依据。     

绕管式换热器在天然气处理中的应用浅析

绕管式换热器应用于天然气处理工艺时效果不稳定,频繁出现冻堵且换热效率大幅度下降。通过分析绕管式换热器结构及除垢工艺,掌握其换热和运行、维护的特点,并以克拉美丽天然气处理厂的原料气预冷器为例,找出冻堵和换热效率低的原因,结合绕管式换热器和天然气处理工艺特点提出了关于绕管式换热器应用的建议:根据气质条件确定换热器物流安排;严格控制原料气杂质含量;均匀注入防冻剂,为绕管式换热器在天然气处理工艺中的安全平稳运行及节能提供了解决方案。     

压力容器筒体的断裂力学分析

用常规强度理论设计的构件忽略了结构上客观存在的裂纹缺陷，因此无法解释工程上的许多断裂事故。鉴于此，介绍了断裂力学基本理论及其判据，给出了计算压力容器筒体上临界裂纹尺寸的方法及框图，并对按传统方法设计的某径向反应器筒体进行了断裂力学分析及计算。新给出的计算方法及计算程序框图适用于对按常规方法设计的各类压力容器筒体及其它工程结构进行断裂力学分析及研究，计算出的临界裂纹尺寸可作为无损检测的判废依据，因此是对传统强度理论设计的补充和完善。