卡瓦内悬挂管柱弹性承载能力与计算

在油井特别是深井和超深井的套管柱设计中，对卡瓦内悬挂管柱承载能力进行分析是十分重要的。提出了一种解析计算方法，将管柱视为薄壳，分别按照第三强度理论和第四强度理论计算了卡瓦内管柱的弹性承载力能力，并用有限元方法和原尺寸套管的实际试验分别对该方法进行了验证。     

卡瓦内悬挂管柱弹性承载能力与计算

在油井特别是深井和超深井的套管柱设计中,对卡瓦内悬挂管柱承载能力进行分析是十分重要的。提出了一种解析计算方法,将管柱视为薄壳,分别按照第三强度理论和第四强度理论计算了卡瓦内管柱的弹性承载能力,并用有限元方法和原尺寸套管的实物试验分别对该方法进行了验证。结果表明,解析计算结果与有限元计算结果和实测结果比较吻合,这种解析方法可以作为卡瓦内管柱弹性承载能力的计算公式。     

无管采油装置的应用

随着油田的逐步开发,含水上升,地层出砂和管杆偏磨日益严重,造成作业频繁,生产困难,成本上升。无油管采油技术为解决这一问题提供了一条新途径,也为部分套变井恢复生产及小井眼的开采创造了条件。结构组成这种新型采油装置由空心光杆、方卡子、悬绳器、盘根盒、焊接四通、出油器、扶正器、悬挂器、防转扶正器、拨动轴、油管、柱塞总成、泵筒等组成(见图1)。     

过油管高能气体压裂气体发生器的研究及应用

设计了过油管高能气体压裂气体发生器，其特点是不用起出井内油管，可直接穿过油管下到目的层进行高能气体压裂，大大降低了作业成本，通过优化设计特殊的装药结构，使其可达到一般高能气体压裂的同等效果，重点分析了该气体发生器的结构设计和强度计算，对点火系统的可靠性进行静态点火试验和必要的测试证明：该气体发生器结构设计合理，点火性能可靠。经油田现场试验，取得明显的压裂效果。     

卡瓦内悬挂管柱承载能力的再分析

以往在国内外对卡瓦内悬挂管柱承载能力的研究中,出现了多种研究模型,但其求解方法均不同程度地存在一些问题和不足。鉴于求解方法对油井特别是深井和超深井的套管柱设计十分重要,对原有文献中存在的问题进行了剖析,并按原有模型进行了正确的计算。     

大斜度液压自动脱挂尾管悬挂固井技术

介绍了一种用于深井、大斜度井的液压脱挂尾管悬挂器的结构、工作原理、技术参数和技术特点及固井工艺。该型悬挂器能有效解决深井、大斜度井尾管固井座挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题,可实现双胶塞液压座封、自动脱挂、双胶塞碰压的连续施工,能够允许大幅度上提、下放、旋转套管。15口井的现场应用表明,该工艺可提高固井质量、节省钻井周期和成本、杜绝井下钻具事故,基本克服了其他各类型的尾管固井工艺缺点。     

混凝土的多轴强度安全系数及其应用

为计算多轴应力状态下混凝土坝的强度安全系数,以混凝土重力坝为例,采用超载系数K1和失效距离系数K2分别计算多轴强度安全系数。计算结果表明,在二轴拉-压区,K1略小于单轴强度安全系数K0,在二轴压-压区,K1大于K0;无论在二轴拉-压区还是二轴压-压区,K2均小于K1和K0;混凝土重力坝的多轴强度安全系数与单轴强度安全系数具有显著差异,在强度设计与安全评价中应采用多轴强度安全系数。     

不压井作业油管堵塞器研制

针对常规油管堵塞器尺寸普遍较大,封堵效果差,并易发生工具下井遇阻情况,或者下井后工具动作不灵活等问题,研制了新型小直径液压堵塞器。该堵塞器通过钢丝作业封堵油管,座封的液压堵塞器控制油管内流体的喷出,确保堵塞器下井顺利并且动作灵活、可靠封堵。室内研究表明,该堵塞器可承受压差35 MPa,耐温70℃,顺利实现丢手、密封和打捞。     

14N216O 2000-0000跃迁带高温线强度的理论计算

利用计算所得配分函数和文献中实验振动跃迁矩平方及Herman—Wallis因子系数,计算了氧化亚氮2000-0000跃迁带在常温和高温下的线强度。结果显示,在常温下,计算所得线强度与实验值和HITRAN数据库的值吻合很好;当温度高达3000K时,计算所得线强度与HITRAN数据库提供的结果仍符合较好。表明高温下的分子配分函数和线强度计算是可靠的,从而进一步报道了氧化亚氮2000-0000跃迁带在更高温度4000K和5000K的线强度及模拟光谱。     

连续油管的工作能力计算

连续油管的刚度小 ,在承受纵向压力载荷时易发生正弦形、螺旋形弯曲 (失稳 ) ,因而难以承受有效的压力载荷 .讨论了连续油管在受压缩载荷时发生正弦和螺旋形弯曲的条件 ;建立了任意井眼轨迹时连续油管受力模型 ,提出了起升、下放作业时的力边界条件 ,从而可以确定连续油管的作业能力 .它包括是否可以下达预定井底并以期望的作业力进行作业 ,确定连续油管各点的受力大小和方向以判断该作业是否安全 .如果靠简单下放连续油管在井底不能实现预定作业力 ,则应使用加力器并在连续油管内部打压 ,采用迭代法求解 .同时 ,给出了简单下放和下放打压的计算实例 ,结果与实际工作相吻合     

连续油管的工作能力计算

连续油管的刚度小，在随纵向压力载荷时易发生正弦形、螺旋形弯曲（失稳），因而难以随有效的压力载荷，讨论了连续油管在受压缩载荷时发生正弦和螺旋形弯曲的条件；建立了任意井眼轨迹时连续油管受力模型，提出了起升、下放作业时的力边界条件，从而可以确定连续油管的作业能力。它包括是否可以下达预定井底并以期望的作业力进行作业，确定连续油管各点的受力大小和方向以判断该作业是否安全。如果靠简单下放连续油管在井底不能实现预定作业力，则应使用加力器并在连续油管内部打压，采用迭代法求解，同时，给出了简单下放和下放打压的计算实例，结果与实际工作相吻合。     

连续油管作业的数字孪生及其下入性

连续油管是油气行业的重要工具,实际作业下入过程的存在与传动理论分析结果差异较大,倒是现场作业面临多次下入,造成连续油管的安全隐患。针对其下入性问题,提出了连续油管的数字化模型,建立了下入过程的接触状态算法、载荷分析物理模型,对下入的全过程进行同步孪生,实现了对下入连续油管实时计算的管柱承载状态与强度校核,以及对连续油管下入性的全过程分析。结果表明：连续油管下入过程中的接触状态随下入深度实时变化,管径比和摩擦系数是下入过程自锁判定的显著影响因素。本研究所提出的分析方法可有效服务于连续油管现场作业以及实时作业安全评估,并为连续油管的使用寿命分析提供重要依据。     

基于摩擦阻力系数的卡瓦闸板对连续油管夹持特性影响分析

针对连续油管作业过程中卡瓦闸板防喷器对其夹持时造成的划伤、缩颈并降低其使用寿命的问题,提出连续油管与卡瓦闸板之间摩擦阻力系数对其相互作用的影响。建立了卡瓦闸板夹持连续油管三维物理模型,基于弹塑性力学理论建立起其计算模型,以Ramberg-Osgood弹塑性模型为基础,采用数值模拟的手段分析了多种工况下不同摩擦阻力系数对连续油管最大Mises应力、轴向位移以及接触应力的影响。研究表明:适当增加摩擦阻力系数有利于减小连续油管上的应力集中,也有助于限制轴向位移避免划伤连续油管和造成卡瓦闸板崩齿,同时提高卡瓦闸板对连续油管的夹持效果。最终以屈服强度为指标,结合连续油管轴向位移量趋势变化给出摩擦阻力系数安全区间为0.4～0.6,旨在为连续油管安全作业提供参考。     

连续油管注入器液压系统

连续油管作业可节省大量的上卸扣时间,并能减少能量消,因此应用范围淡民扩大。连续油管作业设备的核心是注入器,根据注入的主要功能,提出一种新的 器液压系统,并对其组成、工作原理和性能特点进行了详细的分析。     

深井套管抗挤强度分析及计算

根据弯曲梁理论,建立了套管柱受非均布外挤压力作用的力学模型;并应用解超静定问题的正则方程和力法准则对该力学模型进行求解,得到了在非均布外挤压力作用下套管圆周上的弯矩、剪力、轴力、应力和位移的分布规律。计算表明,在非均布外挤压力作用下,套管抗挤毁强度大大降低。该力学模型不仅可以解释深井套管挤毁机理,而且可以改进深井套管抗挤强度设计。     

步履式打桩架立柱受力分析计算

分析步履式桩架悬挂长螺旋钻机在成孔过程中桩架立柱的受力状况 ,计算立柱强度、刚度     

用基于变分原理的杂交有限元法求切口顶端的应力强度因子

根据变分法推导出了杂交有限元中奇异元应力强度因子的计算公式 ,并用杂交有限元法计算了V形切口顶端的应力强度因子KⅠ 和KⅡ 。     

开工锅炉炉管流型及汽包壁与炉管的联接方式

开工锅炉炉膛由炉底、炉顶、前墙、侧墙及费斯顿管屏构成。一二级过热器和喷水减温器悬挂在锅筒和侧水冷壁之间的横梁上。燃烧器分两层并列布置在前水冷壁上。水冷壁均由活动鞍座支撑。对流管束的侧墙和后墙没有内护板。水冷壁以刚性梁进行加固,其外侧装设岩棉为绝热材料,并用波纹板遮护。在对流管束间装有旋转吹灰器,在一二级过热器间装有一台伸缩式吹灰器。锅炉附属结构主要为各层操作平台及扶梯、栏杆,不能支撑锅炉本体重量。双驱动鼓风机出口的冷风经暖风器和回转式空气预热器加热后送到炉膛。     

双壁钻杆反循环系统新型井下封阻导流器冲蚀与强度研究

井下封阻导流器的设计与优选是双壁钻杆反循环钻井的关键,针对高流速、大循环压差的工作环境,设计了一种同一本体不同井眼的井下封阻器,并对不同入口质量流速与颗粒粒径条件下进行了流体流动与封阻器磨损建模研究,依据冲蚀模拟结果对封阻器进行了强度分析,设计并进行了封阻器气密性验证与返砂实验。可看出,封隔器壁面磨损程度随着入口流量的增大和颗粒粒径的减小而逐渐增大,且根据抗拉抗扭强度要求,封阻器最大安全扭矩为29 t/m,最大安全拉力约合270t。实验结果表明,新型井下封阻导流器符合双壁钻杆反循环要求。     

水下卧式采油树传热特性分析及输油管路保温设计

水合物防治是水下采油树流动安全保障需重点考虑的问题,而温降是水合物形成的重要因素;同时,采油树的密封设计、材料选择均与温度密切相关,因此必须对水下采油树进行传热特性分析.针对南海某特定油田环境,并结合水下采油树结构特征,建立了水下采油树本体、出油管的简化传热计算模型,确定了其稳态、非稳态的传热控制方程组及相应边界条件和初始条件.采用Fluent软件对水下采油树进行稳态及非稳态传热模拟,针对不同原油入口温度、海水温度,得出采油树温度分布及出油管内壁温度随时间的变化规律.通过对加装聚氨酯复合材料的采油树出油管模型进行温度场模拟,得到不同原油温度、海水温度下保温层厚度和冷却时间的关系.综合稳态、非稳态分析结果,提出采油树出油管保温层厚度的计算公式.