深水采油树井口连接器锁紧机构设计研究

分析了水下采油树的关键部件——井口连接器的功能、类型及结构.针对水深300 m、设计压力为34.5 MPa(5 000 psi)、设计温度为-18～121℃的卧式采油树,根据ISO 13628 4和API17D相应规范,在考虑井口结构、目标油田油藏特性和环境参数的基础上,设计采油树井口连接器,并对关键部件C型锁紧环所需要的液压锁紧力进行计算分析;利用ABAQUS软件对液压锁紧力进行验证和强度校核.计算结果表明:所设计的锁紧机构满足井口连接器和水下采油树的需要.     

深海水下采油树用控制模块对数扫频振动试验方法

对水下控制模块的核心部件水下电子模块研发过程中的整机对数扫频振动测试方法进行探究。基于标准和检验机构的要求,分析水下电子模块整机测试的目的和意义。从测试目的出发,根据无阻尼单自由系统固有频率的计算公式,初步分析对数扫频振动测试中不同工装对测试结果的影响。在此基础上,依托某工程项目水下电子模块整机,对2种不同工装的整机进行对数扫频振动测试试验。测试结果表明,在标准规定的激振频率和强度下,采用水下电子模块整机进行对数扫频振动测试是可行的,而且直接将水下电子模块整机单独固定在测试台上进行测试,测试结果更准确。所得结论对于水下管汇、湿气流量计等水下生产设备的控制系统整机振动测试、可靠性验证具有重要的借鉴意义。     

水下采油树内部输油管应力分析

根据API 17D规范,对深水水下采油树零部件中容易损坏的输油管进行受力分析,建立不同水深、水温等条件下的输油管应力计算模型,用ABAQUS软件进行应力的有限元计算。结果表明,随着水深增加,油管固定边界对输油管强度的作用逐渐增大。因此在进行深水采油树输油管设计时,应合理设计输油管与采油树主管或与阀门之间的距离,提高边界对输油管强度的加强作用。     

深水张力腿平台筋腱焊接残余应力计算分析

张力腿筋腱是圆管铸件,通过焊接接长实现张力腿筋腱的连接,焊接工艺直接影响筋腱的使用性能及完整性。通过有限元模拟张力腿筋腱焊接接长过程,提取张力腿筋腱焊接温度变化梯度以及筋腱焊接产生的残余应力。结果显示,有限元分析焊接方法能够较好地反映张力腿筋腱的焊接模拟过程,而张力腿筋腱焊接接长产生的残余应力对张力腿结构有一定的影响,对确定张力腿筋腱焊接工艺提供技术支持。     

浅析浮式平台结构健康监测系统关键技术

随着海洋油气资源开采逐步从近浅海走向远深海,海洋环境条件变得越来越恶劣。海洋油气平台及其人员的安全是平台设计和作业的第一因素。国外从20世纪80年代开始研究海上平台结构健康监测技术。浮式平台结构健康监测技术可以实现平台结构整体性能和局部损伤的长期监测,是浮式平台结构数字化的重要研究内容。通过分析平台结构健康监测系统的主要组成部分,根据海上浮式平台相关设计、检验技术规则,提出了结构健康监测关键技术和检验技术要点,包括传感系统、数据传输、处理系统、数字化系统等,助力浮式平台结构健康监测技术和检验技术发展。     

海上设施结构监测系统标准适用性研究

随着海上设施结构安全要求的不断提高和数字化技术的快速发展,结构健康监测技术被广泛应用在海上设施结构物中,对海上设施结构进行实时、无损、全面的损伤评估,保障海上设施的安全。目前,数字化技术在海上设施上的应用处于起步阶段,业内对于海上设施的结构监测系统还未形成完善的技术标准。本文研究海上设施结构监测系统的标准,分析监测系统设计、制造、安装、调试和检验标准的适用性,为海上设施结构监测系统的工程应用提供技术支持。     

石油钻机盘式刹车系统优化的理论探讨

绞车作为石油钻机起升系统的重要组成设备之一,其各种性能的优劣,将直接或间接影响钻机的整体性能。早期的绞车刹车方式均采用带式刹车。随着石油钻采业的不断发展,对石油钻机的性能要求越来越高,带式刹车已不能满足需求,逐渐被盘式刹车所取代。主要阐述了盘式刹车的发展状况,解析了盘式刹车的控制系统,介绍了基于盘式刹车的自动送钻系统,并建立了数学模型,对盘式刹车系统进行优化设计的理论探讨。     

深海水下闸阀和驱动器密封可靠性研究

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备，其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键，同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析，结合该部件国产化研制的情况，围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题，从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封，创建了阀座密封分析模型，对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势，得出了该类密封圈结构优化方案，通过PR2F性能试验验证了设计的可行性，指出影响产品密封性能的主要因素，解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提升该产品性能和国产化开发提供技术指导。