井下流量控制阀金属密封接触力学行为的理论与仿真研究

智能井井下流量控制阀(ICV)的金属密封旨在隔离油套管环空的原油流动,其接触力学行为对井下流量控制阀的结构设计和可靠性至关重要。推导金属密封接触应力与其自变量之间的相关理论模型,并利用有限元法研究并验证了金属密封接触应力与其自变量之间的理论关系。为表征密封应力,将金属密封组件与滑套的二维轴对称模型抽象为悬臂梁模型。研究发现：接触应力的理论解和数值解与工作压力、悬臂梁长度、悬臂梁截面高度和悬臂梁端面的水平位移成正比,而与悬臂梁倾角的正弦值和密封面的宽度成反比。各自变量引起的接触应力的理论解和数值解之间的平均相对误差均不大于10%,验证了提出的理论模型是正确的。该模型可为已知油田条件下的金属密封设计提供依据。     

某型号旋转防喷器故障分析与结构改进研究

针对某型旋转防喷器在生产过程中出现的问题,提出了几种解决方案并进行了分析。分析认为：改水循环冷却为填料内部油循环冷却、中心管增加扶正套、改变原润滑油循环方式等,可以很大程度改善该旋转防喷器出现的一系列问题。     

双缸单作用液压注水泵方案设计

根据油田注水工况并结合液压系统知识,设计了一种独特的换向系统.液压缸采用一种特殊结构,液压缸的有杆端和无杆端都开有缓冲槽.有杆端缓冲槽除减缓液压冲击外,还利用其产生的高压驱动液动换向阀换向;液压油在换向阀换向时通过液控单向阀的反向开启作用进入下一元件;由小流量齿轮泵、单向阀、蓄能器和溢流阀组成自动补给回路,可避免在吸入工作介质中活塞上行不到死点.该液压泵换向控制系统排量均匀、平稳可靠,可实现准确换向,大大改善了注水泵的工作性能.     

摆动扭冲工具冲击特性仿真分析

针对现有液动式、回转式扭冲工具存在的不足,提出一种集成于螺杆马达的摆动扭冲工具,利用转子公转驱动摆锤实现周期性扭转冲击。对冲击模块进行运动分析与冲击特性仿真,得到了接触刚度、偏心距、转子转速、头数对转子反扭矩与冲击模块输出扭矩峰值的影响规律。引入冲击扭矩峰值波动率和平均冲击扭矩峰值来评价转子所受反扭矩大小与冲击模块输出扭矩峰值平稳性。结果表明:影响参数取优解时,作用在转子上的反扭矩小;冲击模块输出扭矩峰值平稳,有效辅助破岩冲击力矩大。     

液压顶驱能量回收系统建模与求解

针对液压驱动顶驱试图利用刹车时的部分能量,提出将液压顶驱制动时的制动能量加以回收利用,从而减少制动能量的部分浪费的构想,从理论的角度建立了能量回收数学模型。采用Matlab编程求解微分方程,得到了流入高压储能器的油液体积与时间的关系曲线、高压储能器压力随时间的变化曲线及主轴转速随时间的变化曲线。结果表明,采用能量回收刹车系统可以在2.56s内刹停,刹车减速过程平稳,进入储能器的油液体积增加平缓,高压储能器达到的最高压力为20.88MPa。     

钻机钢丝绳提升系统力学模型及分析

运用离散系统动力学模型建立了钻机滚筒钢丝绳提升系统的力学模型.通过实际工况对力学模型进行了合理简化,忽略钢丝绳与滑轮接触处钢丝绳的变形,将钢丝绳分成14段的离散系统;通过力学计算,将游绳、死绳的动力特性方程与大钧的动力特性联系起来,找出了滚筒端扭矩输入特性与大钩动力特性的关系,为钻机提升系统的动力分析提供了理论基础.