水下卧式采油树静水压试验装置设计

基于水下卧式采油树使用工况和结构特点,确定了水下采油树静水压试验方案,完成了水下卧式采油树静水压试验装置设计和关键结构设计,在此基础上拓展了试验装置的功能和用途。该试验装置具备采油树静水压试验时所需的连接、密封、承载等功能,装置中螺纹式连接接头可用于金属密封垫环预紧力的测试,建立的金属密封垫环工作内压与预紧力之间的对应关系可用于研究海洋水下设备之间金属密封垫环的连接、挤压、变形和密封等问题,从而为现场使用提供参考依据。

深水高压模拟试验舱的研制与应用

为了模拟钻采装备的深水高压工作环境,并对水下装备的承压性能、密封性能、动作(功能)性能、安全性和可靠性等进行系统性试验与研究,研制了深水高压模拟试验舱。该试验舱采用集成法兰,将水压、液压、电源、信息、监控和测试等集于一体,便于统一管理,集成控制,同时减少高压舱的开口数量,提高可靠性和操作性;可对水下装备同时进行内、外水压试验和功能(动作)试验,可同时进行监控、测试和数据采集等。通过不同产品的深水高压模拟试验,证明了高压舱可模拟0~3 500 m水深的压力环境,能够满足深水环境下石油钻采装备的试验与检测。研制的深水高压模拟试验舱是一种安全可靠的多功能、综合性试验平台,可为水下装备的试验研究提供支持与评价。

不压井作业模拟试验装置的研制

根据不压井作业的实际工况和工作参数,确定了模拟试验装置的主要功能、结构原理和设计参数,完成了试验方案设计和关键设备设计计算,并建设了1口模拟井用于不压井作业的试验和研究。该装置形成一个封闭的、循环的带压系统,可模拟3 000m井深、井筒压力为21MPa的压力环境,并在此模拟环境下可进行各种带压作业研究。

深水钻井隔水管疲劳试验载荷分析

针对海洋深水钻井隔水管在疲劳试验过程中的加载问题,提出了一种疲劳试验载荷的计算方法。用该方法计算了试样在各种应力幅下进行疲劳试验时的内压数据(轴向载荷),及在偏心块不变状态下加载电机的转速与试样焊缝处交变弯曲应力幅的对应关系(横向载荷)。通过与国外权威机构所进行的深水钻井隔水管疲劳试验数据对比,验证了该计算方法的正确性。此方法可作为深水钻井隔水管疲劳试验外载荷的计算依据。

隔水管挠性接头试验装置设计

基于隔水管挠性接头的使用工况和功能特点,分析了隔水管挠性接头的试验内容与试验原理,设计了隔水管挠性接头试验装置。该试验装置包括3种类型的试验工装,分别用于水压试验、弯曲循环试验和载荷试验。重点介绍了弯曲循环试验工装和载荷试验工装的结构原理与使用方法。该试验装置可用于模拟隔水管挠性接头在海洋的工况并试验与研究,试验数据与结果可为现场使用提供参考依据。

连接方式对隔水管法兰试压应力分布的影响

在水压试验工况下,通过ANSYS有限元软件分析了隔水管法兰在卡箍连接和螺栓连接时的应力分布,应用ASMEⅧ压力容器分析设计标准对各高应力区进行了应力分类强度评定。结果表明:2种连接方式下隔水管法兰的高应力区分布位置基本一致,均包括法兰上各孔的连接处(筋)和节流/压井管线孔边缘处(孔边),但是采用卡箍连接方式时,这2处的应力均超过ASME强度评定标准值;采用螺栓连接方式时,法兰各处应力均能满足ASME强度评定标准要求。该分析结果对隔水管水压试验装置的设计提供了理论依据。

多功能井眼清洗工具的研制

国外油田服务公司生产的井眼清洗工具在我国油田使用时功能单一,针对不同碎屑没有针对性的收集方案,打捞效果不佳。为此,研制了多功能井眼清洗工具,并在油田进行了现场试验。该清洗工具含有2个收集腔,通过不同大小碎块的沉降速度不同来分级收集,独特的分屑设计使得碎屑不会回落井底,且根据作业量的大小可适当增加收集腔的长度,有效地保证单次作业效率。现场试验结果表明:该工具可在磨铣桥塞作业中有效收集磨铣产生的碎屑,整个作业平稳,安全可靠,且在作业过程中节省了工作液,大大降低了作业成本。所得结论可为井眼清洗工具的进一步优化提供参考。

海洋隔水管灌注阀技术分析研究

隔水管灌注阀是海洋隔水管系统配套的关键设备之一,是隔水管系统的安全保障设备。首先介绍了隔水管灌注阀的功能,并在此基础上重点介绍了Cameron公司的灌注阀以及Hydrill公司的外置式灌注阀和弹性元件式灌注阀的结构特点,同时给出了灌注阀配置的计算方法。最后分析了隔水管灌注阀国产化研究面临的技术难点,并提出了隔水管灌注阀国产化建议:充分调研国内外现状,采用多种设计手段联合攻关;大力扶持基础行业,降低海洋产品国产化研发的难度;设立目标平台,为隔水管灌注阀工业性试验提供技术支撑。

海洋生产立管接头特殊螺纹有限元分析

为了适应海洋水下生产立管的苛刻工况,设计了一种顶端张紧式生产立管螺纹接头,并采用有限元接触分析模型对该接头进行了相关的力学分析。通过Abaqus有限元软件计算对比了接箍螺纹与管体强度,模拟立管的上扣过程,计算最佳上扣扭矩,研究了该模型在上扣扭矩、上扣和内压、上扣和拉伸、上扣和拉伸及内压四种载荷下的密封性能。有限元分析结果表明,密封面接触压力随内压的增加而增加,单轴拉伸载荷使得密封面的接触压力有所减小,拉伸载荷和内压共同作用时密封面上的接触压力呈增加趋势,但是增加的幅度要比仅受内压作用时小。该海洋生产立管特殊螺纹的强度优于管体,密封性能可靠,满足设计要求。

论变电站继电保护故障的处理措施

电网的电力输送并非是直接从发电厂到用户端,还要经由变电站这一环节,因此必须要确保变电站能够正常运转.而变电站的运转过程中不可避免地会出现一些故障,其中尤以继电保护环节最容易发生故障,若不进行有效处理将有可能导致变电站电能输送瘫痪.本文以变电站的继电保护故障作为研究对象,试探讨分析其故障及故障处理措施.

隔水管挠性接头弯曲循环试验研究

为了验证隔水管挠性接头的弯曲疲劳寿命、耐磨性能和密封性能,对其弯曲循环性能开展了试验研究,并研制了挠性接头弯曲循环试验装置。该装置主要由试验架、循环偏摆系统和静水压系统组成。试验时将隔水管挠性接头安装于试验架内,由循环偏摆系统驱动挠性元件总成循环弯曲,并检测循环次数,静水压试验系统向隔水管挠性接头内腔注水、加压,模拟隔水管系统向隔水管挠性接头施加轴向拉力,并检测其密封性能。顺利完成了隔水管挠性接头在同一挠曲平面内±5°范围内100 000次弯曲循环试验及静水压密封试验。试验结果表明:隔水管挠性接头的弯曲疲劳性能、耐磨性能和密封性能均达到设计要求;试验装置功能齐全、性能可靠,满足了隔水管挠性接头的弯曲循环试验要求。

X70海洋管35MPa外压数值仿真与试验研究

海洋管在工作时的抗外压强度是一个重要参数,对现场应用有重要影响,设计制造完成后必须对其抗外压强度进行试验研究。以深海高压模拟试验舱为基础设计了X70海洋管3 500 m水深的内压及外压试验方案,用ANSYS有限元仿真分析了试验试件在高压下的应力应变及堵头的强度。海洋管外压试验过程中的应力应变参数用应变数据采集系统进行了记录。试验结果表明:试件的密封性和焊缝强度满足试验要求,管体变形均属于弹性变形,其强度满足3 500 m水深的工作要求,验证了设计计算的正确性。