机泵一体外转子潜油永磁同步电机设计与优化

设计机泵一体外转子潜油永磁同步电机,将螺杆泵整体嵌入电机内部,缩短系统长度,提高井下通过性。确定机泵一体采油系统方案,开展电机电磁及结构参数设计。针对电机,开展参数优化设计研究。基于传统田口法,提出田口迭代法,通过与遗传算法全局寻优结果对比,验证田口迭代法快速、准确的优化方法的合理性。对优化后的电机,开展有限元分析,计算其磁密、空载反电动势、转矩等性能,并进行了验证。     

深水半潜式钻井平台井架经济性分析

介绍了一个半井架钻机和双井架钻机的概念,并对两种不同井架结构的钻井平台效率指数从不同钻井作业模式进行了详细的对比分析,得出了双井架比一个半井架的效率指数高6%～10%的结论;结合建造费用、投产后日租费用、日常操作费用等利用动态经济效果评价方法建立了数学模型,利用净现值指标对建造两种不同形式井架的经济性进行了分析,得出两种井架形式的净现值趋势图,为公司投资决策提供参考。     

基于FFTA和FMEA的水下采油树系统可靠性分析

目前对水下采油树系统的可靠性分析大多只考虑了部分典型故障模式对系统的影响,为此,采用模糊故障树FFTA和FMEA相结合的方法对其进行了可靠性分析,并参考国外可靠性数据库OREDA,采用定性和定量相结合的方法分析了水下采油树系统故障模式发生的严重程度。分析结果表明：通过FMEA法分析,将失效模式危害等级划分为高风险、中高风险、中等风险、中低风险及低风险5个等级,得出水下采油树系统共有20种失效模式;油管悬挂器化学试剂注入耦合器、节流模块硬管及节流模块控制阀等9个部件属于水下采油树系统的薄弱环节,应该采取措施重点防范和定时检测。研究结论可以为国产化水下采油树可靠性设计提供理论指导。     

钻铤因素对钻柱振动的影响分析

钻铤因素直接影响着钻柱振动的整体效果。钻铤长度是硬岩钻井中引起钻柱剧烈振动的一方面原因,同时也是解决钻柱振动的主要突破口。文中从钻铤的长度、固有频率、激励来源、钻铤共振及其临界转速、振动的控制等方面对钻柱振动问题进行全面分析论证,以公式的形式给出论证结果,便于钻井工程师们直接应用于生产实践。     

水下井口系统密封技术研究和发展现状

针对海洋油气开发特点,总结了水下井口系统用主要密封装置,介绍水下井口系统密封技术及装置发展现状,分析水下井口系统密封区别于常规密封的特点,总结水下井口系统密封的关键技术,得出海洋油气发展方向决定了金属密封技术是水下井口系统密封未来发展的主要趋势的结论,并指出相关行业标准的制订将推动水下密封技术的发展。     

基于功能基的产品概念设计模型研究

阐述了用于产品功能建模的功能基；描述了基本功能基的产品功能模型及元功能、功能对象等的表示方法；建立了元功能层、功能对象层、行为层和行为关系层的机械产品概念设计模型框架，能方便地进行产品概念设计。以实例设计对概念设计模型进行了说明。     

顶驱钻井装置的计算机仿真

初步研究了机械系统计算机建模、仿真和分析的常用软件Pro／E，ADAMS和ANSYS及它们之间的接口标准，总结出一套实用的借助这些软件和接口做机械系统建模、仿真和分析的路线图和总体框架；对顶驱钻井装置建模、仿真和分析中应注意的问题做了阐明；对顶驱钻井装置中挟杆机构做了设计研究，集成了连杆连续柔性模块和连杆离散柔性模块，对其做了初步的仿真和分析；对顶驱钻井装置中起升系统做了等效弹簧模型和集成了钻柱离散柔性模块，并进行了初步的仿真和分析；建立了顶驱装置开钻时的模型，并集成了导轨连续柔性模块，做了初步的仿真和分析。     

潜油永磁同步电机国内外研究进展

从结构类型、设计开发、试验应用等方面分析了潜油永磁同步电机国内外研究进展。与潜油异步电机相比,潜油永磁同步电机具有效率高的特点,值得油田推广应用。分析了国内潜油永磁同步电机开发应用中存在的问题,并提出了解决问题的建议,为潜油永磁同步电机深入研究提供参考。     

基于ANSYS的钻柱纵向振动固有频率分析

采用ANSYS的有限元法对钻柱纵向振动固有频率进行了分析研究,通过建立有限元模型,对钻柱的纵向振动固有频率进行了模态分析和谐响应分析.阐明了钻柱的纵向振动各阶频率与井下钻柱长度、钻柱提升或下放速度与时间比值之间的规律.     

直驱采油用永磁同步电机削弱齿槽转矩优化

提出削弱永磁同步电机齿槽转矩的优化设计方法.在永磁电机设计过程中影响齿槽转矩的参数有多个,但每个参数对齿槽转矩的影响程度不同,为了节约设计时间与成本,采用Plackett-Burman设计从多个设计参数中筛选出影响齿槽转矩的显著因子.应用响应面法(RSM)建立显著因子与齿槽转矩的二阶响应模型并判定拟合模型的有效性,采用有限元法(FEM)分析实验安排以确定回归系数.采用遗传算法(GA)寻优,找到使齿槽转矩最小的最佳解.根据优化结果进行有限元分析可知,与初始值相比,齿槽转矩显著降低,这在很大程度上提高了电机运行的稳定性,降低了运行过程中产生的噪声.通过样机试验证明了该优化设计方法的有效性.