涡轮钻井技术发展现状

本文概括了涡轮钻具和涡轮钻井技术的当代成就和发展前景。石油与天然气钻井正由陆地浅层向深层位及近海区发展,定向井、丛式井钻井日益普遍。在开发应用新技术方面,耐高转速、长寿命的PDC钻头和传递高质量信息的随钻随测技术日益普及。所有这些都为发展高速大功率井下动力涡轮钻井和连续控制井眼轨迹定向钻井技术提供了必要性和可能性。目前,涡轮/PDC钻井经济效益显著。“可控直井涡轮钻具井下控制造斜”为连续控制井眼轨迹定向钻井提供了理想的方法,不仅大大增加了定向钻井速度,降低了每米钻井成本,而且为优化钻井和实现钻井作业自动化创造了良好的条件。     

机液控制可变径扶正器的结构及应用研究

在定向钻井中，造斜、稳斜及降斜是主要的工艺过程．目前在实际钻井时，实现这几个工艺过程，需要通过起下钻具，改变钻具组合来完成，这样就使得钻井作业辅助时间增长．本文将介绍一种机液控制的可变径扶正器．该扶正器的特点是工作时直径可调节，因而，不需要起下钻就可实现钻具组合的改变，从而完成造斜，稳斜及降伴等工艺过程．使用该扶正器将大大节约钻井成本，提高钻进速度．给出了这种可变径扶正器的主要结构设计、工作原理、主要的水力计算方法及简单的应用操作．通过计算分析可知：该扶正器可在任意深度的井段内实现变径，从而完成特殊作业要求．     

减速器输出轴断裂失效的分析

文中在减速器输出轴疲劳破坏失效定性分析的基础上，应用断口分析和断裂力学的方法，估算了引起减速器输出轴疲劳破坏的工作应力，使用寿命等。这一估算，不仅证实了定性分析的结果，而且对于类似构件的设计，制造和使用等均有参考价值。     

金属结构的疲劳现象及提高疲劳强度的措施

疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计,在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏,而且疲劳破坏前没有明显的变形,所以疲劳破坏经常造成重大事故,所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。只有了解影响金属结构疲劳强度的主要因素,才能有效、有针对性的找出提高金属结构疲劳强度的措施,确保金属结构的质量。     

不同温度环境下轻木夹芯复合材料板弯曲疲劳性能试验

复合材料夹芯结构具有轻质高强、耐腐蚀、可设计等特点,在土木交通工程领域具有广阔的应用前景。因其组分材料的热力性能差异较大,当温度环境变化时,特别是在交变荷载共同作用下,易导致界面剥离、芯材剪切、纤维断裂等疲劳破坏,影响结构的使用寿命。以玻璃纤维增强复合材料泡桐木夹芯板为研究对象,开展了恒湿环境(95%RH)、30～60℃温度环境下的弯曲疲劳性能试验,分析温度、荷载等级等对结构破坏模式和疲劳寿命的影响。研究结果表明:当荷载等级为0.6时,低温时结构基本不会发生疲劳破坏;荷载等级越高,温度越高,结构的疲劳寿命越低。温度对结构的疲劳破坏模式影响显著,50℃时由于树脂后固化效应,界面黏结强度增强,同一荷载循环下,结构的挠度变形较小,但疲劳寿命比30℃时降低约10%。     

火灾后钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对6榀普通钢筋混凝土剪力墙进行了低周反复水平荷载试验,其中3榀剪力墙在进行荷载试验之前,遭受了轴压状态下（最大轴压比为0.46）的火灾试验.分析了火灾作用及轴压比对混凝土剪力墙破坏形态、承载力、延性、滞回特性、刚度及耗能能力的影响规律.结果表明：随着轴压比增加,火灾作用使混凝土剪力墙在常温下由弯剪破坏向剪切破坏转化的主斜裂缝破坏特征逐渐消失;火灾后剪力墙的承载力、延性降低,累积滞回耗能和初始刚度大幅下降,其抗震性能明显降低;与常温下类似,随着轴压比在一定范围内的提高,火灾后剪力墙的承载力及刚度提高,但延性和耗能能力降低.     

船用夹芯复合材料接头疲劳裂纹扩展研究

以船用L型夹芯复合材料连接接头为研究对象,将结构刚度退化作为夹芯复合材料连接接头在疲劳载荷作用下的观察变量,建立了以连接接头剩余刚度为表征参量的疲劳累积损伤状态量D的失效准则.通过对L型连接接头在疲劳累积损伤过程中裂纹发生、扩展直至破坏的整个失效过程的形态进行研究,最终揭示了船用复合材料典型连接结构累积失效规律.结果表明:复合材料接头刚度在疲劳过程中,分为缓慢下降与急剧下降两个阶段,刚度缓慢下降阶段占据了试件疲劳周期的95%,刚度急剧下降阶段仅发生在疲劳崩溃情况下,并伴随裂纹快速扩展直至断裂的过程.     

夹芯复合材料T型接头弯曲疲劳损伤机制及剩余强度试验研究

为了解夹芯复合材料T型接头在弯曲疲劳载荷作用下的损伤特征模式及剩余强度特性,以疲劳加载试验机和万能材料试验机为测试平台,开展了该型接头的弯曲疲劳试验以及疲劳加载前后的静力弯曲破坏对比试验。通过接头疲劳加载前的静力弯曲破坏试验,获取了结构初始破坏载荷并观测了损伤特征模式。试验研究结果表明,在弯曲疲劳载荷作用下,接头结构刚度呈现渐进退化特征且随疲劳载荷峰值的上升呈加速趋势,接头的疲劳损伤模式主要为水平基座夹芯板两侧简支边界位置泡沫芯材的剪切损伤,泡沫芯材力学性能的退化导致结构刚度的渐进式下降。进一步的试验结果对比分析表明,该型接头的疲劳安全峰值载荷可取为结构初始损伤载荷的70%,在疲劳安全峰值载荷范围内并经历105次弯曲疲劳循环后,接头的初始刚度和极限承载弯矩与疲劳承载前基本相当。     

基于FE-SAFEWORKS模块的转接轴疲劳分析

风冷发动机中，风机通过转接轴与发动机连接，由转接轴自身的变形来实现转矩的传输。转接轴如果发生疲劳破坏，将会产生重大灾难性事故。基于此，应用有限元方法分析了转接轴静强度，并用FE-SAFEWORKS模块对转接轴进行疲劳分析，计算其寿命，从而为转接轴的设计提供一种新的思路。     

糖厂压榨机軸类疲劳裂紋及其超声波探伤

一、关于金属疲劳的概念及其特征长时间受交变载荷作用的轴会在远低于轴(材料)的强度极限的应力下,突然破坏,而没有显著的残余形变,这种现象称为轴的疲劳破坏。曾经有人从无数次的实验确定:当交变应力大于某一定数值时,则在应力交变的次数达到某一数目之后,在轴中就有裂纹出现,这种裂纹叫做疲劳裂纹。这种裂纹通常发生在轴表面上最大应力的地方及轴有缺陷的那些位置。裂纹在开始形成时很小,并非肉眼所能看见,     

水平定向钻进技术在PE污水管道施工中施工要点

污水管道大多在地下进行,传统的施工方法是先挖后埋,施工方法不仅效率低,而且影响路面正常的交通量。水平定向钻井技术在污水管道施工中的应用可以节省污水管道施工空间。它不需要破坏大面积的路面,不易受到外界环境因素的干扰,可靠性高,安全可靠,能有效保证污水管道施工质量。本文简要介绍了水平定向钻井技术的应用优势,分析了水平定向钻井技术的具体应用。     

旋转导向钻井工具造斜率主要影响因素浅析

旋转导向钻井技术是20世纪90年代发展起来的以旋转导向钻井工具为核心的钻井新技术,其中旋转导向钻井系统主要由井下旋转导向钻井工具系统、双向通讯系统和地面监控系统三大部分组成。在简述旋转导向钻井系统国内外发展概况后,详细分析了在旋转导向钻井工具使用中对影响工具造斜率的主要因素,重点从钻头选取、钻具组合两方面进行了论述,并通过在现场的成功应用进行了解释说明,为旋转导向钻井工具在国内的实际应用提供有效参考,希望对国内旋转导向钻井技术的提高有所帮助。     

新的非比例加载低周疲劳寿命估算方法

利用对 316L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的试验结果 ,对现有的多轴低周疲劳寿命估算方法进行了讨论 ,基于 316L不锈钢非比例加载低周疲劳的微观机理 ,选择最大剪应变以及应变路径的非比例度作为损伤参量 ,建立了基于临界面方法的新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式 ,利用新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式对寿命的预测结果表明 :新的寿命估算公式对剪切型破坏的 316L与 316LN不锈钢及拉伸型破坏的 30 4不锈钢非比例加载低周疲劳寿命预言能力比现有的临界面方法精确 .     

车辆荷载下长山大桥斜拉索以及塔梁墩连接处疲劳分析

根据S-N曲线和线性累积疲劳损伤准则等对长山大桥斜拉索进行车载下疲劳分析和寿命评估.利用ANSYS编制程序绘制塔梁墩固结处的位移影响线,找出荷载最不利位置,然后,结合疲劳分析软件FE-SAFE计算塔梁墩固结处的疲劳寿命.分析结果表明,长山大桥塔梁墩固结处在车辆荷载反复作用下最容易发生疲劳破坏,其内索区斜拉索在车辆荷载反复作用下寿命要低于边索区,这为长山大桥日后检修维护等工作提供了一定依据.     

高速气流纺杯芯轴振型与轴承受力的计算

本文在高速气流纺杯轴承系统临界速度计算的基础上,通过在刚性支承与弹性支承状态下,芯轴振型与轴承受力的计算、分析、对比,从理论上对弹性支承减震器的作用实质作进一步的探讨。计算结果显示减震器改变了芯轴振型,改善了其疲劳磨损,大大降低了轴承受力的动态峰值,因而对改善轴承的润滑条件、减小摩擦磨损、降低功率消耗、提高轴承使用寿命有重要意义。     

钢管混凝土斜柱抗剪环-环梁节点抗震性能试验

为满足建筑造型中设置钢管混凝土斜柱的要求,在结构中形成了钢管混凝土斜柱与环梁相交的抗剪环-环梁节点。检验这种斜柱抗剪环-环梁节点的抗震性能,进行了2个2/3缩尺比例的钢管混凝土斜柱抗剪环-环梁梁柱组合体的低周反复加载试验。试验结果表明,通过对环梁的合理配筋构造,即使试件最终破坏发生在环梁内,仍能够使组合体具有足够的变形能力和耗能能力;由于钢管混凝土斜柱与环梁节点承载能力相对独立,即使环梁最终发生破坏,对钢管混凝土斜柱的纵向承载力也不致造成较大影响。     

钻具稳定器的失效分析及应对措施

随着我国工业发展进程的不断加快,油田钻井工作也正以高效、节能的方向快速发展。现代化的钻井工具能够实现快速的钻井,节约钻井时间,能够为企业带来更大的经济效益和企业信誉。然而,钻井的单一钻头不能够独立完成钻井工作,需要在实际工作时采用稳定器来协助完成钻井工作,如何做好钻具稳定器的正常工作就成为钻井作业中的重要因素之一。该文研究者结合油田钻具稳定器的工作性能和设计,简单阐述钻具稳定器在工作中实效的具体原因,并针对原因提出有效的应对措施,以供参考。     

轮式装载机驱动桥疲劳试验及其疲劳可靠性评估

为了对轮式装载机驱动桥进行抗疲劳设计和疲劳可靠性评估,在获得ZL50G轮式装载机驱动桥输入轴实际工作扭矩载荷谱和转速统计的基础上,对驱动桥扭矩载荷谱进行了等效疲劳强化处理和正反转加载疲劳试验,并对驱动桥进行了极小子样疲劳可靠性评估.结果表明:驱动桥疲劳破坏主要发生在主减速器螺旋锥齿轮处,螺旋锥齿轮以弯曲疲劳破坏形式为主;轮边行星齿轮以接触疲劳破坏形式为主.在给定工作寿命的条件下,基于疲劳寿命试验结果的极小子样疲劳可靠性评估,获得了驱动桥工作时间与可靠度的关系曲线.     

35吨整体式渣罐车前桥结构优化

本文针对35吨整体式渣罐车前桥设计结构强度较低,前桥羊角及桥体易断裂,转向油缸排量小造成转向吃力,主销轴易松动造成侧倾角移位问题,对前桥结构进行材料疲劳应力分析,找到症结,并对前桥结构成功进行了优化,从机械本质安全的角度使35吨整体式渣罐车渣罐运输作业安全得到保障,该成果在钢厂钢渣运输工艺中极具推广价值。     

组合梁应力幅指标的参数分析及其应用

为判断和控制组合梁的疲劳破坏形态，分析了组合梁的截面尺寸、混凝土强度等级、剪力连接程度以及荷载幅值等参数对应力幅指标λ的影响，结果表明：并非所有不完全剪力连接组合梁都只发生栓钉剪坏的疲劳破坏，有时剪力连接程度γ很低的组合梁也可能存在钢梁拉裂的疲劳破坏形态。而且由于完全剪力连接组合梁的计算应力幅指标较大，也可能导致发生栓钉剪坏的疲劳破坏。组合梁的疲劳破坏形态取决于计算应力幅指标与钢梁各个构造细节相应的界限应力幅指标[λ]的相对大小。