夹持式扭矩传感器

针对目前录井现场各类在用扭矩传感器存在的安装方便性、精度、稳定性和耐用性差等不足,开发研制了新型夹持式扭矩传感器。在简要分析在用扭矩传感器的优缺点基础上,重点介绍了夹持式传感器的测量原理和电路、样机测试结果及产品特点。与在用各类扭矩传感器相比,夹持式扭矩传感器不仅具有设计思路新颖、重量轻、安装方便、使用寿命长、测量灵敏度高等特点,而且能够获得真扭矩值,可为分析井下钻具工况提供十分有价值的参数。样机测试结果表明,其检测精度高,可靠性好。     

激光双截面转速波动法监测转轴动态扭矩

基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速度。测得相邻时刻两截面的瞬时转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,进而实现转轴动态扭矩的直接监测。实验验证了该方法的可行性。与传统方法相比,该方法实时性强,具有较宽的动态范围,对动态扭矩的识别值提高了5%~10%,反映了转轴扭矩波动的动态特性。     

高压井口闸阀开关扭矩计算新方法

为了准确地分析计算高压闸阀的开关扭矩,笔者以暗杆式闸阀为例对其进行了结构原理分析、受力分析,找出开关扭矩出现最大值的状态,并运用新的计算公式进行了计算检验。计算结果表明:开关扭矩与螺纹摩擦力矩、填料与阀杆摩擦力矩、轴承摩擦力矩有关,螺纹摩擦力矩是影响开关扭矩的主要因素,其他结构形式的闸阀也存在相似关系。计算得出的开关扭矩与实际情况基本接近,同时说明其计算方法的正确性,并具有广泛的可参考性。     

地面驱动螺杆泵恒液面控制方法

恒液面控制有利于提高泵效,降低抽油杆柱和泵等设备的失效率。为此结合地面控制装置,研究了一种控制方法和软件。该软件根据控制装置实时测量的转速、扭矩等参数并结合地层开采能力、杆泵型号等参数,分析计算出液面高度和控制范围,并计算出转速改变量,由控制装置实行闭环控制。经大庆油田5口井试验表明,液面高度误差均在50 m内,实现了螺杆泵恒液面控制目的。     

三种套管接头抗压缩性能研究

针对套管接头抗压缩强度问题，使用全尺寸实物试验的方法对几种不同钢级、不同螺纹形式的套管接头的抗压缩强度进行了对比试验，并借助材料力学和有限元方法对试验结果进行了分析。实物试验中出现了管体失稳和接箍跳扣两种套管接头压缩失效形式。试验结果和分析结果表明，N80、P110钢级材料的压缩屈服强度高于拉伸屈服强度；偏梯形螺纹套管接头的压缩屈服强度比同钢级、同壁厚特殊扣螺纹套管接头低6.7%～7.7%；上扣是否到位，直接影响套管接头部分的抗压缩能力，上扣不到位的特殊螺纹套管接头的抗压缩性能甚至低于偏梯形螺纹接头。同时指出，为了保证上扣质量，不应使用浮动上扣方法，管柱设计中应进行抗压缩强度设计。     

塔架式长冲程抽油机的动力学研究

对塔架式长冲程抽油机进行动力学研究,分析其悬点、主动轮系等运动规律,计算抽油机悬点载荷、平衡重、减速机在主动轮系上产生的扭矩.结合曙一区油井的实际生产情况,确定了电机的额定功率与减速机额定扭矩,此研究结果对于大排量举升工艺的顺利实现具有重要的参考价值.     

永磁同步电机交直轴电感工程测量方法的探索

永磁同步电机的矢量控制主要依赖电机的电压模型及其参数的准确性,而电机的交直轴电感由于磁饱和会随电流而变化,为了精准地完成矢量控制,必须对电机的参数进行测量和标定。本文详细介绍了两种适合工程应用的电感测量方法原理、步骤及优缺点。直流暂态法原理简单,操作容易,但必须知道准确的电机相对零位,并用外部夹具将电机转子固定在相对零位,所以相对零位的精确度会直接影响该方法的准确性。交流稳态法的测量步骤相对繁琐,需要一个三相星形连接的纯阻型电阻箱,但是能测得对应不同交轴电流下(有最大值限制)的电感值,也不需要知道相对零位,从而可以弥补直流暂态法的不足。     

ROV扭矩工具系统研制与应用

ROV扭矩工具(TT)是深水水下油气田开发过程中使用的水下机器人(ROV)作业装备。ROV扭矩工具系统是以ROV为核心,包括扭矩工具本体和控制系统,其结构尺寸和工作能力与工作效率是影响水下作业的便利性与作业成本的关键因素。依托南海某气田水下生产系统,参考ISO13628-8等规范,设计出具有多尺寸自适应接口、牙嵌离合换挡结构和锁紧机构的扭矩工具及其控制系统。采用有限元分析软件对扭矩工具关键部件进行仿真分析。完成了扭矩工具的样机研制并进行测试。测试结果表明：水下ROV扭矩工具的锁紧、解锁功能,换挡功能,马达闭环控制功能均可实现,技术参数满足设计要求。研究成果对ROV扭矩工具及其控制系统的技术发展和产品开发均有借鉴意义。     

接触式机械密封稳态摩擦特性研究

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性,分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律,结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型,求解混合润滑端面间的接触特性,建立混合润滑磨损模型,研究接触式机械密封在润滑条件下,摩擦特性参数随操作参数的变化规律,开展了相应的试验研究,并对理论分析结果进行验证。研究结果表明：随介质压力增加,微凸体接触力占比增加,通过改变端面间接触状态来改变摩擦状态;随转速增加,端面间接触状态不变,但转速加大了端面间磨损距离与温度,进而导致磨损加剧;在压力影响试验中,密封环温度和密封腔温度随压力变化成正比,且每次压力变化都使得密封环温度产生阶跃变化。所得结论对机械密封因过热和磨损导致的失效现象分析具有一定的理论指导意义。     

T矩阵在光扭矩分析中的应用

在一定条件下经过高数值孔径聚焦后的激光可以捕获微米量级的微粒,这种技术称为光镊。光阱与捕陷粒子间存在角动量传递会产生光扭矩,采用T矩阵方法实现了显微量级光扭矩的测量。仿真结果验证了T矩阵方法的计算高效性,同时分析了光阱参数对光扭矩效率的影响,为光扭矩的实际应用提供了理论依据。微光扭矩的测量具有广阔的应用前景。