为了进一步提高涡轮钻具水力性能,采用FINE/Design 3D平台,基于BP神经网络与遗传基因算法对某型号178 mm涡轮钻具转子叶型安装角进行优化设计,优化目标为水力效率与扭矩。对优化过程中样本库进行分析,总结了178 mm涡轮钻具水力性能随转子安装角改变的变化规律。经过优化设计,单级涡轮输出扭矩提升了3.06 N·m,水力效率提高了8.29%。流场分析...
在粒子射流冲击破岩过程中,喷嘴作为粒子和水射流的核心加速装置,其加速能力决定了破岩效果的好坏。针对锥直型、等变速型和流线型喷嘴,建立了粒子和水射流在喷嘴中的加速模型、压降模型以及能量转换效率数学模型,通过数值模拟分析了不同喷嘴对粒子水射流加速能力的影响,对喷嘴的流道类型及尺寸进行了优化,依据优化结果对研制的喷嘴进行了破岩试...
尾管钻井能够有效解决窄钻井边界、缩颈、漏失和井壁不稳定等钻井问题,减少钻井时间和降低作业成本,特别适用于深水和衰竭油气藏钻井。介绍和分析了国外尾管钻井技术的发展现状,包括Weatherford公司的钻头可钻式尾管钻井系统、Tesco公司的重复悬挂可回收式钻井系统和Baker Hughes公司的旋转导向尾管钻井系统,阐述了这些尾管钻井系统的结构、工作...
阿姆河右岸区域地面和地质情况均很复杂,具有地层压力高、盐膏层厚和储层埋藏深等特点,且无定向钻探的经验借鉴。鉴于此,通过对地质情况研究、地层压力预测和对潜在复杂情况的分析,确立了定向探井的4层套管井身结构,并完善了适用于巨厚盐膏层的抗盐钻井液技术。通过对已钻井钻遇高压盐水的情况进行分析,优化了井眼轨道设计方案,将造斜点设置于盐...
5 000 m沙漠钻机配套的固控系统普遍存在的问题是系统冗余性能较差、零排放系统不达标以及无法实现快拆和快装。为此,对该固控系统进行了优化设计。优化了管路设计,保证了混合泵、灌注泵吸入性能和冗余功能;快速开关海底阀的设计省力、省时、方便、快捷,利用海底阀实现罐间液位的快速平衡和搬家前的快速清罐。改进了振动筛罐的结构,满足了同一口...
随钻VSP井下推靠系统是随钻地震测量新技术,其结构设计难度大、要求高,在国内处于空白,国外也未有相关报道。鉴于此,对随钻VSP井下推靠系统结构进行研究设计。介绍了TRIZ理论及随钻VSP测量技术的基本内容,借助TRIZ理论中的分析工具,在分析工具各参数间技术矛盾和物理矛盾的基础上,通过矛盾矩阵转化方法将问题转化为TRIZ问题,并利用发明原理创新...
作为动态指向式旋转导向钻井工具的核心部件,稳定平台的稳态与动态性能决定了导向钻井工具的造斜率和最小造斜角度等技术指标,稳定平台的测控系统至关重要。鉴于此,设计了稳定平台测控系统,分别采用三闭环和四闭环2种控制方案实现了工具面角控制,对比分析了2种控制方案的抗扰动性能。分析结果表明：与三环控制方案相比,四环控制的快速性略有降低...
为了更加快速准确地优选下水参数,提高导管架下水方案的设计效率和质量,建立了导管架下水的参数化有限元仿真模型,采用正交试验方法,选取4个主要下水参数,设计了4因素5水平的正交方案,通过参数化批处理方式对所得25种组合工况进行了三维时域数值模拟。选取导管架泥面间隙、驳船摇臂最大支反力和导管架最大拍击速度等3个下水指标,进行参数敏感性...
针对南海东部模块钻机顶驱系统的风险分析及控制问题,采用故障模式和影响分析（FMEA）方法对模块钻机顶驱系统进行研究,并对顶驱系统各故障模式的风险进行评估;根据各类顶驱故障的RPN值,基于最低合理可行（ALARP）原则,确定顶驱系统潜在故障模式的“风险优先等级及可接受度”划分标准,为高、中、低风险故障模式控制措施的制定提供依据;结合顶驱...
以往海洋管道全尺寸疲劳试验的试验类型多为弯曲疲劳,考虑到管道焊缝处环向受力不均且试验周期较长的问题,拟应用共振原理来完成海洋管道疲劳试验,而产生共振的关键在于使激振频率达到管道的固有频率。鉴于此,针对323.9 mm×18.0 mm、X65钢级海洋管道,利用Workbench有限元分析软件模拟共振式全尺寸疲劳试验系统中海洋管道的工况对其进行了模态...
水下阀门是水下采油树及水下管汇的关键部件,在水下采油设备中发挥着重要作用。但水下阀门完全依靠进口的局面对油气田开发成本、进度控制以及阀门后期维护保养均极为不利,可能成为制约我国深水油气资源开发的瓶颈。基于我国南海某气田群开发项目对水下阀门的要求,根据相关标准规范的规定,介绍了水下闸阀和水下球阀的主要技术要求,从设计、制造...
针对火烧油层技术注入井出现的高温、腐蚀和监测难等问题,研制了新型过电缆热敏封隔器。该工具设计有2道不同内、外径的同心轴向通道,能有效地保护电缆在封隔器运动过程中不受磨损,同时封隔器的坐封和解封过程不受电缆影响。室内试验成功模拟了该封隔器在350℃高温、10 MPa高压下的密封性能。现场试验结果表明：在点火过程中,火烧油层过电缆热敏...
为使井下机器人适应不同的牵引工况,在全流量范围内对四级井下离心增压器进行定常数值模拟,研究了各级增压模块的重复性。研究结果表明：整机及各级增压模块的流量扬程曲线均单调递减,效率均在设计点达到最大值;第1级增压模块的外特性和内部流动参数与其他3级相比有明显的差别;第2、3、4级增压模块水流进口条件和水力参数均相同,外特性和内部流...
为确定全金属螺杆泵定转子的最优间隙值,针对全金属螺杆泵定转子间隙配合的特点,分别采用有限元热力学分析方法和大涡模拟（Large eddy simulation,LES）模型,分析了金属螺杆泵内流动特性及温度、黏度对全金属螺杆泵定转子配合间隙的影响规律。根据优化分析结果,确定全金属螺杆泵定转子最优配合间隙区间为0.1~0.3 mm,并试制全金属螺杆泵样机进行...
针对高压管汇在压裂作业时内壁受冲蚀作用导致磨损破裂失效的问题,基于固液两相流和冲蚀磨损理论,利用FLUENT软件研究了高压管汇内壁的冲蚀磨损率和冲蚀离散量分布规律,分析了高压管汇的弯管段曲率半径、弯曲度和管汇内壁直径对管汇冲蚀磨损规律。研究结果表明：高压管汇的弯管出口处发生冲蚀磨损最严重,离散量集中分布在弯管处至直管出口处,而...
针对油田“以电代油”的需求及现有2种电动修井机存在的问题,研制了XJ900DB新型网电修井机。该修井机将变频调速和超级电容储能技术相结合,在现有抽油机低压配电条件下（50 k VA/400 V）,以超级电容器作为储能元件,利用修井机工作间歇充电,起升时适时放电,补偿修井机输出功率,并采用变频调速和机械换挡,实现绞车宽恒功率输出,既保证新型修井机与...
油气两相文丘里流量计对气液两相流的流型有很好的调整作用,测量结果准确,且能适应苛刻的操作环境。然而关于流量计测量灵敏度的研究却很少。为此,在介绍文丘里流量计工作原理的基础上,建立了文丘里流量计流场数值计算模型,分析了流速、压力、收缩锥角、直径比和喉部取压位置对压差比和虚高修正系数的影响;借助正交试验综合分析了结构参数对文丘...
随着石油工业的发展,API螺纹由于其结构上的限制无法满足深井、超深井和高温高压油气井的要求,正逐步被连接强度高、密封性能优异的气密封螺纹接头所替代。为此,针对气密扣台肩与密封面过渡区域应力集中严重的问题,设计了一种带有应力释放槽结构的新型气密扣,利用有限元仿真研究了气密扣主要结构参数对其性能的影响。研究结果表明：较小的齿形角...
运用势理论建立了无限大地层Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝周围应力场解析模型,得到地应力和流体压力双重作用下Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力场函数和复合裂缝应力场解析表达式。计算并分析了裂缝倾角为0°、30°、45°和60°等4种倾斜裂缝周围的有效应力分布。研究中发现：当垂直于裂纹面方向距离超过4倍半缝长时,诱导应力几乎可以忽略不计;垂直于裂纹面方向的应力扰动范...
为了研究海床和管道内压对坠物撞击管道的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了坠物撞击海底管道的有限元模型,分析了撞击过程中海底管道的动态响应。采用摩尔库伦模型模拟海床的非线性特性,并引入罚函数处理坠物、管道和海床三者的接触关系。分析结果表明：海床和管道内压对坠物撞击管道起到了保护作用。黏土海床对管道撞击的保护作用比砂土海床大,...
为了进一步研究输气管道中天然气水合物颗粒输送体系的螺旋悬浮流动规律,建立了圆管螺旋流的三维模型。采用RNG k-ε模型和DPM模型对天然气管道内的气固两相螺旋流动和传热进行了三维瞬态数值模拟。主要研究了水合物管道内不同横截面的速度场、壁面剪切力、水合物颗粒停留时间、水合物颗粒浓度分布规律以及传热规律。研究结果表明：螺旋流具有较...
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