基于海洋波浪脉动的海洋钻机井架结构试验模态识别

针对海洋钻机井架的结构形式和作业特点,提出一种以海洋波浪脉动作为随机激励的钻机井架结构试验模态识别的方法.以勘探三号海洋钻机井架为例,现场实测多组数据,依据结构响应的自功率谱识别井架的模态频率,依据互谱与自谱的峰值之比近似识别模态振型,并对识别结果进行数值验证.结果表明:现场实测数据识别出的模态参数与有限元理论分析的模态参数相对误差均在±6%以内,具有较好的吻合程度.该方法处理简单、快速、实用,适用于大型复杂钢构结构,具有一定的工程应用价值.

基于灵敏度分析的采油试验井专用绞车的动力修改

利用优化设计理论,分析并计算了采油试验井专用绞车的动态响应的灵敏度值,结果表明,绞车传动系统第3段轴的长度是动态响应最敏感参数。将该段轴做相应的修改后,利用动力修改的摄动迭代法,分析并计算出结构修改后的动态响应幅值,结果表明,各结点的挠度值都降低了30%左右,系统的动态响应有明显的提高。利用软件ANSYS和ADAMS对绞车联合仿真,并进行动态响应分析,结果表明,上述基于灵敏度的结构修改重分析方法对于绞车是正确可行的。

采油螺杆泵三维有限元模型分析

采油螺杆泵立体模型的有限元分析涵盖几何、材料和接触三重非线性问题,且由于受到螺杆泵型面的复杂性和载荷的多样性影响,使得有限元模型的建立和有限元的计算难度较大,其方法尚不成熟.以GLB120-27型采油螺杆泵为例,利用SolidWorks软件建立螺杆泵三维实体模型;进行单轴拉伸实验,确定定子橡胶材料的Mooney-Rivilin模型常数;利用布尔运算分离密封带和定子内腔,并在它们之间建立接触对,实现定子内腔流体压力模拟;通过设置相关参数模拟定、转子之间的过盈配合,建立螺杆泵三维有限元分析模型,并利用螺杆泵水力特性试验数据验证该模型的正确性.

基于Pro/E的三头单螺杆泵线型设计

在对各种摆线分析比较的基础上,提出了采用短幅内摆线作为原始齿形曲线用于定子,其共轭曲线用于转子的三头单螺杆泵线型设计方法.利用Pro/E软件对定子线型进行了优选,将内摆线变幅因数为1/3的短幅内摆线确定为定子骨线,进而推导了三头单螺杆泵的转子和定子线型的数学方程式.利用Pro/E软件作为建模工具,在该线型数学方程式的基础上,对三头单螺杆泵的转子和定子进行了三维虚拟建模,确定了转子和定子的线型坐标,为三头单螺杆泵的实际加工提供参考.

螺杆泵定子橡胶力学试验及本构模型研究

对螺杆泵定子橡胶材料分别进行不同温度下常规与油浸介质下的单轴拉伸与平面剪切试验。基于试验数据,运用ABAQUS软件,对常规与油浸定子橡胶不同温度下的单轴拉伸与平面剪切组合的应力-应变状态分别采用M-R,Yeoh,Ogden,A-B和VDW五种本构模型进行拟合对比分析,确定出拟合效果较好的螺杆泵定子橡胶材料本构模型为Ogden模型且50℃下模型参数较优。

定子橡胶泊松比对螺杆泵举升性能影响研究

针对采油螺杆泵应用于深井和超深井时受到限制的问题,利用有限元法研究了定子橡胶材料的泊松比对螺杆泵举升压力(扬程)的影响。计算取不同泊松比时螺杆泵5个管段相邻腔室间的临界接触压力,并通过曲线拟合得出整个螺杆泵各腔室间的临界接触压力,根据各腔室间的压力传递和分布规律,计算不同泊松比时螺杆泵的扬程,并通过曲线拟合得出螺杆泵扬程与定子橡胶材料泊松比的定量关系,为螺杆泵扬程的确定和定子材料的选择提供理论依据。

复合射孔压裂效果评价方法研究进展

复合射孔压裂效果评价是复合射孔技术的重要组成部分。为适应不同条件油气层复合射孔压裂的要求,经过10多年发展,先后形成了地面混凝土靶射孔试验、室内砂岩靶模拟压裂试验、室内模拟射孔压裂试验、数值模拟等一系列复合射孔压裂能力效果分析评价方法,提高了优化设计水平和施工效果;通过合理控制高能气体峰值压力,保护了油层套管、水泥环。复合射孔压裂研究和效果评价方法在不断发展和完善,应充分结合油气层特点,开展模拟围压的复合射孔压裂试验、数值模拟以及试验及井下监测结合研究。

基于有限元的封隔器密封性能影响因素分析

选择了能够合理描述封隔器胶筒受力变形的Yeoh模型,通过试验测得封隔器胶筒材料的应力与应变关系,利用MATLAB计算了Yeoh模型的常数。对封隔器胶筒进行有限元分析,得到胶筒压缩距、肩部"突出"以及接触应力随坐封载荷的增加而增加;胶筒肩部"突出"使最大接触应力的作用区域变小,且由胶筒中部逐渐转移到加载端,造成胶筒与套管的接触应力分布不均匀,使胶筒密封的可靠性降低。通过试验得到坐封力与压缩距的关系,验证了有限元模型的正确性。

基于实测传递函数的螺杆泵驱动头模态参数识别

采用单输入多输出 (SIMO)方法对螺杆泵驱动头进行实际测试 ,经过相干函数检验后 ,得到了真实的传递函数 ,采用基于传递函数的分量分析法求出了螺杆泵驱动头的模态参数 .该方法获得的参数和结论与实际情况相吻合 。

普通内摆线型双头螺杆泵建模及运动仿真

根据螺杆泵转子和定子型面成型机理,用三维建模软件SolidWorks建立了普通内摆线型双头螺杆泵的三维实体模型,并用运动学分析软件COSMOSMotion对其进行了运动仿真和分析。结果表明,转子型线上圆弧段各点以及靠近圆弧段的点的运动轨迹都是类三角形,其他各点的运动轨迹为打扣的类三角形。得出了:①转子型线上各点的速度和加速度的变化规律;②齿凸和齿凹接触点的相对滑动速度的变化规律。

GLB120—27型采油螺杆泵的静力学特性分析

针对单螺杆泵转子与定子橡胶间的磨损,根据其工作原理和结构特点,用SolidWorks 2007建立了油田广泛应用的GLB120—27单螺杆泵的实体模型。利用有限元分析软件ANSYS11.0,选用四面体单元SOLID45和六面体单元SOLID185,并采用映射网格与自由网格相结合的网格划分方法,再模拟螺杆泵工作参数,即压力、扭矩、过盈量以及温度等环境因素,建立多种工况的有限元模型。运用ANSYS进行力学分析,得出剪应力、接触压力等力学参量的分布规律,为分析螺杆泵的磨损机理奠定基础。

螺杆泵举升性能模糊综合评价

对螺杆泵举升性能的影响因素进行了综合分析,建立了螺杆泵举升性能综合评价的指标体系,并利用模糊数学方法确立了该系统的综合评价模型,将该模型应用于2台GLB500-12型螺杆泵,其评价结果与在实际工作中的产液量和寿命的综合指标基本吻合,从而验证了该方法的正确性,为螺杆泵举升性能的综合评价提供了一种有效方法。

国内外埋地集输管道防腐保温技术及发展趋势

国内外埋地集输管道防腐材料的发展趋势是采用硬质、高性能的高分子聚合物涂层及其复合结构。在防腐设计时,采取涂层防腐与阴极保护双重保护措施;在保温设计时,追求整体结构的严密性,推行经济保温厚度。但我国的防腐保温技术水平在总体上与先进国家相比还有较大差距。为缩小差距,建议在进行管道防腐、保温设计前进行充分的调研及方案论证,优化防腐、保温设计,并采用强制电流法进行阴极保护,保证设计的可靠性与经济性的最佳统一。

动力参数法预测钻机井架结构承载能力研究

为及时准确地识别在役钻机井架结构损伤,提出了基于动力参数预测井架结构承载能力的方法。利用模态分析技术,识别出理想情况下井架结构的动力特性参数(如固有频率、振型等),与结构实测动力特性参数进行比较,由此来判断井架结构的损伤程度。通过对动力测试参数关于井架结构待识别参数的灵敏度分析形成识别过程中的残差方程,采用优化方法求解当前井架结构的参数真值,进而预测井架结构的承载能力。该方法为在役钻机井架结构的损伤识别和安全监测提供了一条有效的途径。

采油螺杆泵举升压力随过盈量的变化规律研究

过盈量是与螺杆泵举升压力密切相关的参数。采用ANSYS12.0软件对GLB120-27型采油螺杆泵建立三维有限元模型,利用数值模拟的方法分析过盈量对举升压力的影响。取1/2个导程作为研究对象,得出在不同腔室压力下,过盈量为0.3mm时螺杆泵的临界接触压力,计算出其理论举升压力。依此方法求解出在不同过盈量下螺杆泵的举升压力,得出举升压力随过盈量的变化规律曲线和表达式,可为螺杆泵的优化设计提供理论依据。

双驴头抽油机的优化设计

阿基米德双驴头抽油机是目前油田上使用广泛、性能较好的一种抽油机 ,由于对其研究不够使它的性能没有得到充分发挥。研究了阿基米德双驴头抽油机的优化设计问题 ,建立了其优化数学模型 ,给出了相应的计算公式。对YCYJ10— 5— 37HB双驴头抽油机在保留原游梁支架和底座的条件下进行了优化计算。计算结果表明 ,其最大扭矩因素下降了 9个百分点 。

螺杆泵转子砂带成型磨削机床的设计与误差研究

在油田开采过程中所用的螺杆泵转子属于长轴类螺旋曲面零件,其表面加工精度要求较高,采用砂带成型磨削加工能够有效提高转子曲面的加工精度。通过分析加工过程中的运动构成,提出加工机床构型的设计方案。依据运动单元相对位置关系,得到相邻单元之间的坐标变换矩阵,从而建立机床运动的综合误差模型,得出各误差分量,为后续运动控制的研究提供前期基础。

中排气式防气抽油泵防气性能数值模拟研究

中排气式防气抽油泵是一种新型的防气抽油泵,为了更好地研究其防气性能,利用Fluent软件对泵筒内气液两相流进行了仿真模拟,把柱塞一个周期的运行过程分成了4个阶段,对每个阶段泵筒内气液两相流的状态和阀门开启情况进行了分析,得出了各阶段压力、含气率、质量流量等随时间变化规律。结果表明,通过几个周期的运行后,泵筒内的液相介质质量增加,泵筒内的含气率降低,使泵筒内的压力达到固定阀开启压力,气锁解除,证明了其防气性能,为防气抽油泵的结构优化设计奠定了理论基础。

采油用单螺杆泵排量的优化设计

目前,大储量油田的螺杆泵采油存在排量局限性问题。建立螺杆泵排量的数学模型,采用拉格朗日乘数法对螺杆泵的排量进行优化设计,得到螺杆泵中定子螺距、定子橡胶外径和定子橡胶的最小壁厚(双边)之间的最佳关系式,及螺杆泵螺旋角的最优解。确定了螺杆泵排量的优化设计表达式;分析了螺杆泵的排量与定转子头数比和转子头数之间的关系。转子头数取值并不是越大越好,认为转子头数取6左右为最佳。

油气水多相管流工艺计算方法的对比

油气水多相管流工艺计算主要采用黑油模型和组分模型。采用黑油模型和组分模型进行凝析油气集输多相管流工艺计算各有优缺点。目前,黑油模型建立在经验或半经验关系式基础上,计算精度取决于所采用的经验或半经验关系式的计算精度。建议对组分模型采用数值分析方法求解,以便减小计算误差。