粒子冲击钻井破岩仿真模拟研究

粒子冲击钻井是以高速球形硬质钢粒子冲击破岩为主,以高速水力破岩和机械牙齿破岩为辅的钻深井硬地层的一种高效钻井工艺。应用一维应力波基本理论对粒子冲击破岩现象进行了分析,用冲击动力学有限元分析软件IDFEM研究了粒子冲击破岩的规律,得出了适合粒子冲击钻井工艺的如下参数:(1)粒子直径为0.5cm时,其初速度不宜超过200m/s的临界速度;(2)粒子直径在0.3~0.7cm比较合适;(3)粒子入射角度为0~30°比较合适。     

粒子冲击钻井技术述评

为了解决提高硬地层钻井速度的钻井难题,以粒子冲击钻井系统的整个工艺流程为依据,论述了粒子冲击钻井技术的优点和缺点,阐述了其破岩机理.该方法改变了传统钻头切削地层的方式,提高了钻越硬地层的速度,但是地面设备和井下钻头还存在一些需要完善的地方.它代表着高效钻越硬地层的一个发展方向.我国东部地区和西部地区存在着广泛的基岩为火成岩的沉积盆地,粒子冲击钻井技术有可能成为一种高效经济的深井硬地层钻井的新方法.该技术经历了室内实验阶段和现场试验阶段,目前正在迈入商业应用阶段.     

封隔器胶筒几何参数优选

应用ANSYS有限元软件优选了封隔器胶筒几何参数，通过研究几何特征参数和接触压力之间的关系确定出参数值，分析并得出胶筒与套管的密封峰值接触压力随着胶筒高度的升高而总体呈现降低的规律，同时受剪切强度和密封接触压力分布规律的限制；在同样胶筒子厚度的情况下，胶筒与套管密封峰值接触压力随胶筒倒角增大而增大，但角度增至某一个值时，接触压力会出现畸变；在同样的胶筒倒角下，胶筒与套管密封峰值接触压力随着子厚度的增大呈现先升后降的趋势，即存在最优值。     

合理选择丁腈橡胶胶筒本构模型探讨

根据大变形橡胶理论和试验数据,利用最小二乘法原理,导出了确定橡胶本构模型系数的公式和评价本构模型优劣的公式.以两种封隔器胶筒材料-701#和29#丁腈橡胶的压缩试验数据为例,确定了二常数、三常数、五常数和九常数Mooney-Rivlin(简称M-R)本构模型和Yeoh三次幂本构模型的待定系数,进行了模型的误差评估和比较.结果表明:Yeoh三次幂本构模型拟合701#和29#材料试验数据能够满足精度要求,但M-R二常数本构模型误差太大;701#丁腈橡胶材料应选择M-R五常数以上本构模型;29#丁腈橡胶材料应选择三常数以上本构模型.     

自动化水密封试验装置在石油井控装备检测中的应用

水密封试验装置广泛应用于钻采设备、井口装置以及井下工具的检测，自动化水密封试验装置通过计算机操作，实现开机、升压、卸压、生成试验报告等自动控制和远程控制功能，不仅保证了水密封试验的可靠性，而且提高了工作效率。同时采用工业级摄像机远程监控系统．使工作人员远离高压区域，保证了人身安全。     

抽油杆盘根密封机理研究

有杆抽油系统的井口盘根密封性能与密封面的接触压力分布和大小密切相关,研究其规律至关重要.通过系统接触有限元分析方法,用ANSYS参数化设计语言编写了盘根密封有限元分析的命令流程序,研究了不同参数值下的密封压力分布.结果表明,密封面上的压力分布呈驼峰形式,盘根变形存在"向心"效应等,与试验结果一致;盘根与光杆的间隙增加会导致密封效果降低;盘根的轴向尺寸增加将导致密封效果先降低然后增加,因此必须优选该尺寸;盘根径向尺寸的增加会导致密封效果下降,应合理选择.     

求解楔类接触问题的ANSYS方法评价

选择合适的数值分析方法才能高效、高精度和高可靠性地求解楔类接触问题。介绍了ANSYS中点面接触分析方法和面面接触分析方法,剖析了这两种方法的基本设置及注意事项。然后,在弹性范围内用实例对比其求解楔类接触问题的精度、可靠性、效率及适用范围。分析结果表明：点面接触方法的求解精度和可靠性比面面接触算法高,在计算机硬件资源许可的条件下,建议采用前者;对于楔类接触问题的求解,点面接触方法的求解效率比面面接触方法低;这两种方法不仅适用于平面弹性楔类接触问题,也可推广到塑性和超弹性材料的三维楔类接触问题;点面接触方法在应力集中的区域,能得到较精确的结果,而面面接触方法的求解误差相对较大。