基于CFD的随钻扩眼工具冲洗水眼设计

目前国内尚无应用计算流体力学(CFD)方法对随钻扩眼工具进行分析的先例。为此,基于CFD方法,采用赫-巴流变模式和RNG k-ε湍流模型对随钻扩眼工具的内外部流场进行仿真计算。通过对流场流线形状和流线分布情况进行分析,着重研究了冲洗水眼放置位置、水眼出口大小和水眼后置角度等对非水基钻井液流场的影响。分析结果表明,后置式冲洗水眼不会产生涡流,可直接冲洗切削刀翼,因而设计时宜采用后置式水眼结构;后置式水眼的出口不宜太大,否则分流过多影响前方钻头工作;也不能太小,影响岩屑输送和切削刀翼温度的降低,设计时应考虑实际情况在5～6 mm的区间内取值;后置式水眼的后置角度不能太大,否则钻井液向上的速度分量衰减过快,设计时可根据具体结构在30°附近取值。

折臂抓管机功率消耗计算方法

折臂抓管机是海洋平台管子处理系统的关键设备之一,由折臂起重机和吊爪组成。文中针对折臂抓管机工况和不同操作方式进行了分析,对不同动作功率消耗进行离散化,通过EXCEL散点图绘制出不同工况下的功率消耗曲线,可以快速、准确找出合适的功率。

攻克12000米——记2011年度国家科技进步奖二等奖项目“万米级特深井陆用钻机设计制造与工业化应用”

2月14日，初春的北京乍暖还寒，人民大会堂里却是一派热闹的景象。全国各地的科技工作者汇集在这里，共享光荣的一刻。由宝鸡石油机械有限责任公司领衔完成的项目“万米级特深井陆用钻机设计制造与工业化应用”获得了2011年度国家科技进步奖二等奖，对这个有70年历史的老厂而言，奖项意义重大。

水下采油树本体内生产流道流动性数值模拟分析

水下采油树内部管道是海洋油气生产通道,具有多次转向、变径的特点,生产流道内流体流动十分复杂。建立了水下采油树本体内部管道流体域模型,采用CFD流场分析软件,以速度入口、压力出口、光滑壁面为边界条件,分析不同输出管道夹角α、不同尺寸的输出管道对本体生产流道内流体运动特性的影响。分析结果表明,当生产流道内流体的流向发生变化时,近壁面处产生较高的流速,严重冲蚀管壁;合理尺寸的输出管道可以获得均匀的流体,避免产生较大的压力降。该研究结果可为设计水下采油树的生产流道提供参考。

采油树月池无导向安装力学分析

通过对采油树月池无导向钻杆安装作业进行调查研究,确定采油树月池无导向安装过程中钻杆边界条件,建立采油树月池无导向安装钻杆力学分析模型。基于材料力学小变形梁理论,建立弯矩平衡方程,采用有限差分法进行数值求解,推导出钻杆在安装过程中的横向位移、合力以及弯矩等求解公式,并根据理论公式编写相应MATLAB程序,通过Orca Flex软件建模对比验证理论模型的正确性和可靠性。研究发现:采油树月池无导向下放安装过程中钻杆受到的最大合力和最大弯矩发生在钻杆顶端;而钻杆末端横向位移最大可达81.92m,通过计算钻杆末端横向位移可以确定采油树下放位置,便于对采油树在安装过程中进行精确定位。

钢丝缠绕增强复合管的外压研究

钢丝缠绕增强复合管(简称PSP)是一种性能优良的热塑性复合管道。它由高密度聚乙烯(HDPE)基体层和螺旋缠绕钢丝加强层组成。理论分析中基于Bai Yong等[4]的二维壳模型,考虑一阶剪切变形、平均壁厚修正和初始缺陷的影响,结合Halpin-Tsai模型对加强层进行简化处理,提出了管道在静水外压的屈曲理论。得到PSP复合管道的外压-椭圆度曲线。为了验证理论分析的正确性,采用ABAQUS有限元软件建立嵌入钢丝的管道外压模型,发现两种方法的结果吻合良好,验证了理论分析的正确性。通过在压力缸内泵水的方式对管道施加均布静水外压,测得管道发生局部屈曲的压力峰值,并与理论,有限元对比,发现三者吻合良好。

“宝石”之路

这是一个有关老厂闯出新天地的故事。 1937年5月，洛阳机厂西迁，在宝鸡机务段设立分厂“陇海铁路管理局宝鸡机厂”，成为当时在建的陇海铁路火车头修理几然而随着日寇铁蹄的侵入，陇海铁路的修建搁浅。

电动钻机动力系统冗余设计

针对目前电动钻机柴油发电机组动力系统运行成本高、柴油燃烧污染环境、电源单一的问题,提出采用柴油发电机组动力系统+工业高压电网动力系统的冗余供电设计方案,在工业高压电网覆盖的钻井区域采用工业高压电网动力系统为钻机供电,节约供电成本,减少环境污染。在工业高压电网无法覆盖的偏僻钻井区域采用柴油发电机组动力系统为钻机供电。柴油发电机组动力系统或工业高压电网动力系统任意一个出现故障时不影响另一个投入使用。采用动力系统冗余设计将大大降低供电成本、减少环境污染、提高钻机供电电源的可靠性,保证钻机安全可靠运行,创造良好的经济效益。