石油钻具接头的螺纹滚压工艺与提高疲劳强度的研究

通过石油井下钻具接头螺纹冷滚压工艺的研究可以证明冷滚压可大大地提高接头的疲劳强度.我们经一年的研究,找出了滚压力与残余应力的关系曲线,进而推得冷滚压的最佳参量,其结果与美国 CHRISTENSEN 公司和 SMITH 公司的研究结论基本一致.     

近海平台管状接头极限分析的半解析法

本文从极限分析上限定理的一般形式出发，推导出薄壳结构极限分析上限解的非线性规划公式，为克服解析解中机动可能速度场假设的困难和数据解中计算工作量过大的问题，提出了用半解析法进行管状接头的极限分析，即将弦管和支管分别沿环向离散，而轴向则构造分段连续的机动可能速度场，实例计算表明半解析法切实可行，具有计算方便，费用低廉的优点。     

油井管螺纹接头力学特性的研究进展

随着油藏埋深增加,石油钻采条件日益苛刻,油井管柱受到的载荷工况(包括拉伸、压缩、弯曲、内压、外压以及温度等)愈来愈复杂,油井管(包括钻杆、油管、套管等)螺纹接头失效已成为各油田遇到的主要问题之一.开发连接强度和密封性能更优越的螺纹接头已备受重视.作为特殊螺纹接头开发的瓶颈问题之一,螺纹接头力学性能分析方法亟待攻关.在介绍油井管螺纹接头发展进程的基础上,从解析法、试验法和数值模拟方法3个方面阐述了油井管螺纹接头力学性能的研究进展,并对与之相关的试验方法、设备以及数值模拟方法进行了描述,明确了当前研究存在的不足,提出了油井管螺纹接头力学性能的研究新方向.     

钻具连接螺纹副力学性能分析

本文通过对钻具螺纹副的力学性质分析,掌握了接头内外径大小对钻具抗纽强度的影响因素。通过增大螺纹升角和轴向拉力,可以有效降低钻具螺纹副初始拧卸力矩。在钻具加工过程中,改进零部件结构,完善钻具螺纹副技术工艺,合理分配螺纹副各齿圈承受的载荷以提高产品质量和安全性。     

钻具接头磨损和紧扣扭矩对其使用寿命的影响

钻具螺纹失效在整个钻具失效事故中占有较大比重.在钻具质量合格的前提下,这种失效多数是由钻具接头磨损和入井上扣扭矩过大或过小所致.根据钻具接头磨损对其抗扭强度和上扣扭矩的分析,阐述了减轻钻具接头磨损和采用最佳上扣扭矩对其使用寿命的重要性,并提出了相应措施.     

铝合金油管特殊螺纹接头设计及密封性能

以应用于油井特殊环境下的铝合金油管为研究对象,对其接头螺纹及密封进行了设计研究。首先根据应用环境,确定了接头的结构及密封形式,然后采用理论设计方法,对偏梯形螺纹进行等强度设计,通过建立二维轴对称有限元模型,对螺纹面、密封锥面、密封环的密封特性进行了设计研究,结果表明:螺纹面和锥面的接触应力都随着其自身过盈量的增加而增加,但内外锥面的接触应力随着螺纹面过盈量的增加而减少,螺纹面的接触应力随锥面的过盈量变化不大。端面密封环过盈量的设计要综合考虑油管及自身受力的变形,以确保在密封环的变形量在其弹性范围内,提供较好的密封性能。最后以设计的结构参数为例,分析了接头在不同工况下的强度及密封性能,结果满足应用要求,验证了设计的合理性。     

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

In high-temperature(HT)-high-pressure(HP) gas wells and steam injection wells,the heat stress caused by temperature difference had great effect on contact pressure of casing joints.The distribution of the contact pressure became non-unifonn with the HT difference,the effective stress in casing joints was about equal to its yield strength,and the joints produced the plastic deformation. As a result, sealing ability of casing joints should be paid another attention. The mechanical model was set up for casing joints with the elastic-plastic finite element method.The influence of the temperature to casing joints was analyzed because of change of temperature, which will provide a quantitative basis for safe using of casing joints in HT wells     

基于ABAQUS的特殊螺纹接头优选

为解决油气井生产作业过程中油管螺纹接头发生断裂和密封失效等问题,通过数值模拟和新的气密封评价方法研究了两种螺纹接头在上扣、轴向拉伸、轴向压缩工况下的连接强度以及复合载荷工况下的密封性能。结果表明：接头上扣后,B型螺纹接头连接可靠性更高;在极限载荷1 200 kN拉伸和压缩载荷下,两种螺纹接头应力分布差异较小,但部分螺纹接触面发生了明显的应力集中现象;两种螺纹接头的全螺纹长、半螺纹长以及密封面与台肩处的气体密封性能存在差异,二者全螺纹段都具有良好的密封性能,能满足密封要求,但密封面和台肩处存在泄漏风险,会影响油管接头的安全使用。B型螺纹接头连接强度和密封性能优于A型螺纹接头,在实际生产中更加安全可靠。     

基于耦合模型的双台肩螺纹钻杆接头台肩力学性能

双台肩螺纹钻杆接头的预留副台肩间隙对主副台肩接触应力有重要影响,为保证接头性能,需探究其主副台肩的力学特性。通过对双台肩接头进行力学分析和有限元仿真建立其耦合模型,依据耦合模型进行统计拟合得到主副台肩摩擦力力矩和螺纹处力矩与上扣扭矩的数值关系,进而得到接头完整仿真条件。在此基础上以NC38接头为例,研究其在不同上扣扭矩下副台肩预留间隙与其台肩接触应力的关系。结果表明：双台肩接头的副台肩预留间隙对接头性能起关键作用,在一定的上扣扭矩下,应选择合适的副台肩预留间隙,以保证副台肩的主密封性和可靠性;随上扣扭矩的增大或减小,预留间隙也应随之改变,使主副台肩性能得到更好的配合发挥;该研究方法可以帮助设计者更好的确定双台肩接头最佳的副台肩预留间隙。     

180kA级铝电解槽槽壳的应力数值计算方法

就如何利用槽壳表面位移反求壳体所承受内部压力进行了详细研究,提出了位移反求应力的半解析方法,导出了这一计算方法的有关公式。     

模拟夹层的大变形有限元等厚节理单元模型

利用大变形有限元基本理论,提出了模拟夹层的大变形有限元等厚节理单元模型,并推导了其相关的大变形有限元计算公式,解决了夹层的大变形有限元模拟计算问题.     

海洋平台管节点局部柔度的参数分析及其试验研究

本文运用改进的半解析法，对Ｔ、Ｙ、对称Ｋ和ＴＹ型管节点在轴力、面内及面外弯矩作用下的局部柔度进行系列计算，通过对计算结果的回归分别导出上述各型管节点局部柔度的参数公式．并且进行了几组Ｙ和ＴＹ型管节点模型的面外弯曲局部柔度试验．与国内外现有经验公式和试验结果的比较验证表明，应用这些参数公式在海洋平台总体结构分析中可准确有效地确定各型管节点的局部柔度．     

南水北调工程倒虹吸结构三维节理元计算模型的建立

建立了南水北调工程倒虹吸结构的力学计算模型 .通常 ,在工程实际中大多采用平面的力学模型 ,三维的力学模型由于其复杂性而很少被用于工程实际 .因此 ,为了使模型接近实际情况 ,采用了三维有限元 ,但结构的材料与周围土层的性质相差较大 ,有可能在其接触面上产生错动滑移或开裂 .为防止出现这种情况 ,本文提出采用特殊的接触面单元 ,建立倒虹吸结构与地基相互作用的三维节理元模型 .     

髋关节内置假体设计方法

提出一种新的内置假体设计方法.先利用股骨CT图像数据,通过提取股骨外形及髓腔轮廓线并进行封闭、光顺处理,然后根据股骨髓腔几何解剖状态设计个体股骨假体.利用股骨CT图像中每个象素的CT值和ANSYS软件提供的参数设计语言APDL进行二次开发并形成自主开发的材料属性赋值程序.有限元分析时调用研发的材料属性赋值程序,将股骨有限元模型的每一单元赋予相应的材料属性,实现股骨有限元模型每个单元材料正确的非均匀及各向异性描述,在此基础上进行有限元计算和接触有限元计算,对比置换前后股骨的应力分布情况及大小,检验假体设计的合理性.研究结果表明这种假体设计和分析方法更为合理、可靠.     

石油钻杆接头热处理工艺技术探索

以材料选择、化学成分分析为基础,确定钻杆接头的热处理工艺方法和工艺参数,并通过实践结果分析,改进工艺,满足技术条件要求。     

有限元线法斜型薄板单元及其应用

导出斜型薄板单元模型并应用于有限元线法(FEMOL)求解平行四边形斜板的弯曲问题。还给出利用半离散总势能泛函的极值条件导出的有限元线法控制微分方程组及其ODE求解体系，计算实践表明，仅用很少数量的斜单元网格就可以得斜型薄板弯曲问题高精度的解答。     

暗柱对梁-墙平面外连接节点受力的影响作用数值分析

在前期试验研究基础上,根据梁-墙平面外连接节点非线性有限元分析,详细分析了在此类节点中设置暗柱对节点受力性能的影响,分析结果表明:在满足节点处梁纵筋锚固长度要求的前提下,合理确定暗柱宽度才能有效发挥暗柱钢筋强度;此外,只有在暗柱宽度内按照竖向条带弯矩传递比例进行抗弯钢筋的配置,才能发挥暗柱作为节点竖向抗弯条带的弯矩传递...     

海洋平台对称K型管节点的局部柔度及其参数公式

将半解析法应用于海洋平台对称K型管节点局部柔度的计算,为验证方法的准确性及可靠性,首先将在轴力和面内弯矩作用下的T 型和Y 型管节点局部柔度的计算结果与国外所有的参数公式进行了比较.在此基础上.用半解析法计算了一系列对称K型管节点的局部柔度矩阵,并通过对计算结果的回归分析得出了局部柔度矩阵中5个独立元素的参数公式.当海洋平台总体结构分析要求计及管节点局部柔度时,本文的参数公式可用来计算对称K型管节点的局部柔度矩阵.     

三维激光球杆测量装置及其应用

研制了一种三维激光球杆装置,能方便地测量机床主轴或刀具的空间运行位置,介绍了装置的组成,误差分析和精度较正过程,该装置用于并联机床主轴空间运动位置的测量,实验和测量结果表明具有较高的测量精度和广泛的应用前景。