软柱塞密封泵的研制与应用

针对机采井检泵作业成本高,工序复杂的问题,开展了软密封柱塞抽油泵研制,探索降低作业及抽油泵成本新思路。软密封柱塞抽油泵主要特点在材质的优选上,通过大量的室内实验,优选出了一种耐磨、耐压、耐热、抗老化性能好的材质聚醚醚酮,用它作为柱塞泵密封环,将常规柱塞泵活塞与泵筒的钢体之间的硬摩擦转变成了密封环与泵筒的软摩擦,大大减少了柱塞往复运动时对泵筒的磨损;在结构设计上,应用图版法设计软柱塞密封泵的允许最大间隙,再以铜体泵的标准精确设计柱塞与泵筒之间的间隙,到达了软密封的效果。     

1400型压裂泵柱塞润滑系统改良初探

针对1400型压裂泵柱塞润滑系统存在耗油量大这一弊端,利用现有的理论和经验,经过多次对柱塞行程及位置的测量,对1400型压裂泵柱塞润滑系统进行了改良,并通过十余口井的现场应用,改良后压裂泵的润滑油漏失量明显减少,从而在节约成本、减少环境污染、降低泵工劳动强度上均得到了明显的成效。     

油田大功率注水柱塞泵柱塞密封的设计研究

对大功率油田注水柱塞泵柱塞密封的失效机理进行了论述,分析了现有几种典型的密封结构.在此基础上,设计了一种新型高压柱塞密封装置.其主要特点是:组合使用几种不同材料,采用合理的反向加载方式,使用了特殊结构的异向套和优质隔环等.     

旋转轴唇形密封泵吸率的有限元数值分析

为准确预测旋转轴唇形密封的泵吸率,采用JFO空化边界条件,建立了遵循质量守恒的唇形密封的稳态润滑数学模型;采用流线迎风有限单元法求解润滑控制方程,分析了唇形密封操作参数和表面微条纹结构参数对泵吸率的影响规律.结果表明:泵吸率随转轴速度增加而增加,而随密封压力增加而减小,甚至转变为泄漏率;泵吸率随微条纹的周向波度、周向波长、最大周向变形的增大而增加,而随微条纹的轴向波度的增大而减小;微条纹最大周向变形位置靠近油侧时,唇形密封才具有泵吸作用,且越靠近油侧,泵吸率越大.     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

优质压裂泵泵阀分析

压裂泵是油气增产的关键设备之一。由于工作条件相当恶劣,压裂泵的易损件—阀的使用寿命相当低,甚至于不足以完成一次作业(约2.5小时)。为了提高泵阀使用寿命,收集现场使用的优质泵阀,进行材质,金相,宏观和微观失效分析,从中得出一些有益的认识,用来改进国产泵阀、提高其使用寿命以适应压、裂酸化工艺的发展是有必要的。     

深水环境下压力补偿泵柱塞副的润滑特性分析

压力补偿式柱塞泵可较好地适应深水极端环境,但深水极端环境会使柱塞副的润滑特性发生改变,影响其水下工作性能和应用范围。以压力补偿泵柱塞副油膜的润滑特性为研究对象,考虑深水温度、压力等环境因素对黏度、密度等介质属性的影响,建立深水环境下柱塞副油膜的数值模型,提出在柱塞偏心方向采用坐标轮换寻优和有限差分离散有机结合的方法求解柱塞副膜厚等表征润滑特性的参数。结果表明,在水深1 000 m,主轴转角约90°时,柱塞副油膜出现小于1 μm的极薄区域,且压力极差达80 MPa。改变主轴转速和斜盘倾角时,泄漏量和轴向摩擦力的变化较大气工况下更显著。不同水深下,轴向摩擦力与水深间呈正相关变化,泄漏量的变化则相反。相关研究可为深水环境下泵柱塞副的设计和开发提供有益参考。     

井下抽油泵柱塞与泵筒运动规律的研究

用三元振动模型，综合考虑油柱、抽油杆柱和油管柱的振动，建立起数学模型并离散化，然后用微机编程求解微分方程组。对不同工况下的抽油泵运动规律和抽油机示功图进行分析研究，得出了油管应予锚定的结论，并给出了不同抽油机的适用范围，为进一步研究抽油泵的井下工作机理和故障原因打下了基础。     

硫化机高压柱塞油缸密封问题的研究

在液压传动中，柱塞与缸体的配合一般采用（Ｄ４／Ｄｃ４）Ｈ８／Ｆ９的间隙配合。但对大直径的液压缸来讲，其产生的间隙便会增加，导致严重泄漏，即影响硫化机的性能，又浪费液压油，本工作结合生产实际从理论上讨论了液压介质泄漏量Ｑ与间隙δ以及压力Ｐ之间的关系；分析了Ｖ型密封圈在应用上的缺点，找出了解决上述问题的办法。     

钻井泵活塞接触应力分析

活塞的密封性及摩擦磨损等性能都主要和活塞皮碗与缸套内壁间所形成的接触应力有关,因此,接触应力分布规律的研究具有重要的实际意义。利用有限元分析方法,得出了活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析了在改变活塞尺寸和工作压力的情况下,接触应力的分布问题。     

水平裂缝压裂井眼位移的有限元计算

用有限元法分别对有１～３条水平裂缝井眼在压裂时油层附近的井眼位移分布进行了计算。计算结果表明，增加裂缝数，并未使井眼位移的影响范围和位移的绝对值成倍增加，而是使裂缝周围区域的岩石更加紧密，同时还使裂缝处的水泥环承受巨大的拉应力，这样可能导致水泥环被破坏。该计算结果可用于分析和研究压裂对油层孔隙度及渗透率的影响     

反求分析在1400型压裂泵动力端改进中的应用

针对HQ1400型压裂泵在引进10余年后相继发生动力端非易损件损坏、失效等一系列问题,研究基于反求工程技术展开,在对HQ1400型压裂泵实物的深入推敲和对方案的反复论证基础上,通过反求分析、实物学习、CAD建模、材料分析、有限元分析和研究,最终确定了新设计的1400型压裂泵动力端的总体结构形式为五缸、单作用、往复式柱塞泵,基本的结构为曲柄滑块机构和蜗轮蜗杆传动。通过系统的理论研究和结构分析,设计出了一种满足同等工况要求的1400型压裂泵。该研究方法可为相关产品的研究提供参考。     

离心泵旋转叶轮内部流场变分有限元解及粘性修正

本文探索研究离心泵旋转叶轮内部流场的数值模拟,为在水泵内部流场计算设计领域引进和推广有限元法提供一种有效手段,同时为水泵叶轮反问题计算设计、优化设计及CAD打下一个良好基础.计算结果表明:本文所建立的计算方法是可行的.     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

井眼中钻柱稳定性分析的有限元法

通过引入单元荷载刚度矩阵,提出了一种用于分析钻柱结构稳定性问题的有限单元法。该方法可以用于分析变截面钻柱在变轴力和变横向力共同作用下的钻柱稳定性问题,也可用于分析弯曲井眼中钻柱的稳定性问题。在所建立的力学模型中,考虑了钻柱自重和井眼曲率的影响。分析结果表明,在斜直井眼中,除了钻柱自身密度及截面面积外,影响钻柱荷载的因素还有井眼状况及钻柱两端部的约束条件,但当钻柱长度超过８０ｍ时可以不考虑端部约束的影响。对于弯曲井眼,钻柱临界压力不仅与钻柱的长度、截面尺寸有关,还与井眼曲率有关,即随着曲率的增大而增大。     

组合工字型梁在偏心荷载作用下的有限元分析

对于钢结构工程中的组合梁,利用有限元技术,分别计算了不设置腹板加劲肋与设置腹板加劲肋时,梁截面上的最大等效应力分布情况。得出了设置腹板加劲肋可以显著降低偏心荷载作用下梁截面上应力峰值的结论,并提出了在设计时应注意的具体事项。     

SF6断路器灭弧室内电弧阻塞效应的有限元分析

提出了计算稳态燃弧时SF6灭弧室内的热气流流场情况的新的有限元算法,分析了电弧与气流场的耦合,通过主要参数变化情况的分析,说明了电弧阻塞效应对电弧与气流相互作用产生的影响。     

加热炉接管的三维有限元分析及强度评定

采用三维有限元对加热炉炉管与集合管联接的关键部位进行了应力分析，获得了该部位的最大主应力分布曲线。根据有限元应力分析结果，按美国ＡＳＭＥ《锅炉压力容器规范》第Ⅷ卷第二册的规定进行强度评定。