特高压平板闸阀设计与密封性能分析

针对特高压井口平板闸阀设计指导空缺问题,参考API 6A和API 6D标准中的平板闸阀设计参数确定方法,给出175 MPa工作内压下阀体通径为78 mm的平板闸阀设计参数,补充并完善了国内外特高压井口平板闸阀设计方法,对所设计的平板闸阀采用有限元法分析其在螺栓预紧工况、额定工作内压工况和1.5倍静水压工况下的密封性能。所设计的平板闸阀可以满足密封准则,且能应对一定量的动载荷,可为特高压井口平板闸阀设计提供参考。

基于组合赋权的压裂作业人因失误概率研究

压裂作业强度大,环境恶劣,长时间枯燥的作业容易诱发人因失误,造成事故,分析压裂现场人因可靠性对于提升压裂作业的安全和效率具有重要意义。在考虑压裂现场情境因素影响基础上,提出了一种组合赋权模糊人因可靠性分析方法,用以评估压裂现场人因失误概率。首先,通过对压裂现场的调研分析,结合压裂作业情境环境特点,基于认知可靠性与失误分析方法(CREAM)建立了适用于评估压裂作业的一级共同绩效条件CPC 8个,二级CPC因子评估指标36个。其次,根据实际工况中各CPC对人的绩效可靠性的影响程度不同,提出以差异系数法确定线性组合系数,基于序关系法与熵权法对各项评估指标进行主客观线性组合赋权。最后,利用本文方法分析四川某页岩气压裂作业现场人因失误概率,结果表明,较一般模糊CREAM方法,在不同情境环境下,随着情境环境水平的下降,组合赋权模糊CREAM方法对CPC评价数据敏感度更高,人因失误概率增加,并且变化速率加快,这与现场实际工况一致,为压裂现场的人因可靠性分析和人因失误概率量化结果优化提供了参考。

高精度深水钻井补偿系统集成设计

深水钻井补偿系统是海洋深水资源开发的关键装备。以最大补偿载荷4 500 kN、补偿精度90%、适应全球海域全天候作业要求为目标,开展了补偿系统集成设计研究。分析五种补偿类型和三种补偿机理与钻探系统的适应性及对补偿系统综合性能的影响,选择适应钻采船作业要求的补偿型式。通过补偿系统整体配置计算,确定系统主要参数。对比分布式和集中式控制两种方案,最终确定分布式控制形式。通过布置方案和结构优化,以提高作业效率、降低作业成本、提高操作维护性为目标,形成高效作业的深水钻井补偿系统集成设计解决方案。最后通过试验验证了设计方案的合理性。

数字孪生技术在提高LPG回收率方面的应用探索

一、引言数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。强调实时监控物理实体的变化,利用虚拟模型精确模拟物理实体,从而优化实际系统的操作。石油化工领域实现数字孪生应用需要融合的关键技术包括:流程模拟技术、传感和监测技术、机器学习技术、实时优化技术、数字孪生平台技术等。

钻机司钻房电气柜正压防爆系统的分析与设计

分析了钻机司钻房电气柜的几种防爆形式,认为正压防爆形式最适合司钻房多个电气柜的防爆设计要求。阐述了司钻房正压防爆系统的设计原则及设计方法,并对组装完成的正压防爆系统进行了调试和试验。试验结果表明,司钻房电气柜正压防爆系统设计理论计算满足GB3836·5的要求,即司钻房符合用电设备在一级二区的防爆要求。最后指出了司钻房电气柜正压防爆系统设计制造过程中应注意的问题。

石油钻机司钻房HVAC系统设计与分析

介绍了石油钻机司钻房HVAC系统组成、工作原理、关键参数确定和主要部件设计及选型。

6000hp石油钻井绞车技术分析

为了满足国内第1台钻深12000m钻机的配套需要,研制开发了4410kW(6000hp)石油钻井绞车。介绍了6000hp石油钻井绞车的传动方案及结构形式,对绞车提升性能进行了分析,同时分析了绞车模块化、高速大功率齿轮减速箱、超大型绞车滚筒体、液压盘式刹车以及电动机等关键技术。厂内试验表明,该绞车滚筒转速最高为250r/min,噪声低于90dB,轴承温升及油池温升均不高于40℃,无漏油现象,控制阀件灵敏可靠。试验结果基本达到最初的设计要求。

钻井防喷器剪切闸板剪切钻杆三维数值模拟

为了分析钻井防喷器剪切闸板结构因素对其性能的影响,以及剪切闸板在剪切钻杆过程中的三维力学行为,在分析防喷器剪切闸板结构原理基础上建立了剪切闸板不同型式的三维模型,采用ANSYS显示动力学对剪切闸板剪切钻杆井下三维力学行为进行数值模拟,并对上剪切闸板的下颚长短和刃角大小等闸板参数进行了分析。分析结果表明:上剪切闸板的长下颚型式在前段力稍微大些,但是后段由于长下颚的支撑,更易剪断钻杆;钻杆在承受拉伸载荷时更易剪断,而剪切试验中钻杆是处于无拉伸状态下,应适当提高剪切力;下剪切闸板为V形刃口比平刃口更有利于剪切钻杆,并有利于钻杆的回正;刃角分别为14°和20°时,后者在前期所需的剪切力较前者小,有利于钻杆的初始破坏。研究结果对于防喷器剪切闸板的优化设计具有一定的参考意义。

新型司钻控制房正压送风系统设计与应用

介绍了新型正压送风系统的应用、组成与设计,着重阐述了正压送风系统防爆空气处理系统和防爆控制系统的设计。实践表明:新型正压送风系统设计合理、性能先进、安全可靠、安装方便、操作简单,大幅提高了司钻控制房的现代化、智能化水平,降低了司钻控制房的制造成本,具有推广价值。

石油钻机司钻的H点研究

司钻控制房作为石油钻机的核心控制单元,其设计的好坏直接影响到司钻操作方式,从而影响整台钻机的生产效率和安全问题。针对国内司钻操作控制界面没有规范和行业标准,结合汽车界面规范SAE,提出石油钻机司钻H点的概念和相应的计算方法。H点的建立提供了人在舒适操作时尺寸定位的基准点,以此可以推出人的眼椭圆位置,确定人观察范围和手臂运动的最大伸及范围,对司钻控制房人性化设计具有重要的意义。最后通过计算机仿真证明计算结果与仿真结果吻合。

石油钻机吊环有限元分析结果评判方法研究

介绍了第四强度理论、极限设计理论、应力线性化等常见的有限元分析结果评判方法,并分析了这些方法用来校核吊环有限元计算的局限性,基于API Spec 8C中强度分析的指导思想,提出了吊环静强度计算应以危险截面上最大平均应力值作为计算应力。以DH500吊环为例,用ANYSY软件中提取平均应力的功能得到了各危险截面的安全系数,吊环强度足够,与2倍拉伸载荷试验结果一致。说明用吊环危险截面上的平均应力来校核吊环强度是合适的。

某石油钻井绞车链轮传动轴断裂原因

某石油钻井绞车在运行过程中链轮传动轴突然断裂,通过断口形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察等方法,研究了链轮传动轴断裂的原因。结果表明:链轮传动轴的断裂属于早期疲劳失效。裂纹在链轮传动轴ф210mm与ф200mm轴台阶处的粗糙过渡圆角根部应力集中处萌生,在交变弯扭应力作用下扩展,最终导致链轮传动轴的疲劳断裂;组织中存在的片状MnS夹杂物以及心部带状偏析组织促进了疲劳裂纹的扩展。

多关节自动井架工运动学研究

油气钻井作业环境恶劣,工作强度大,属高危作业,研究机器人技术在油气钻井作业中的应用意义十分重大。油气钻机用的自动井架工是一个多自由度的多关节机械手,是机器人技术的典型应用。为研究其轨迹规划和为进一步完成自动井架工的控制系统设计奠定基础,详细叙述了自动井架工运动学模型的建立,完成自动井架工进行了运动学位姿分析和速度正解、逆解分析;并对控制控制系统需求的控制变量进行求解;推导过程完整简洁,便于控制系统软件设计,对开发设计该类型的机械手系统有重要的参考和借鉴意义。

天然气处理厂中天然气净化工艺技术的优化分析

天然气作为常用的一种气体能源,为人们在日常生活以及社会生产中带来了便利,对经济社会的发展有重要作用.同时,天然气处理厂主要的功能就是改善组织成分,并且去除有毒气体,以此满足日常相关需求.基于此,结合对天然气处理厂的概述,天然气净化工艺技术的优化措施,展开分析,其目的就是提升天然气处理厂的生产效益.

海洋500m水深水下立式采油树设计开发

水下采油树是海洋深水油气开发的关键装备。为了梳理和提炼水下采油树最新研究进展及成果,指导国内相关产品的设计开发,在分析国内外技术现状的基础上,介绍了500 m水深导向绳式水下立式采油树的总体结构、技术参数、控制系统、采油树本体、油管悬挂器和闸阀驱动器等关键部件的结构及工作原理,并阐述了该产品的加工和试验进展。分析认为:该水下立式采油树具有整体模块化设计、电液贯穿多通路集成化设计、闸阀驱动器失效安全型设计等技术特点,产品的设计开发打破了国外技术垄断,达到国际同类产品的主流技术水平。该产品的设计与开发可以为水下采油树的国产化研制提供借鉴和参考。

105MPa快速连接压裂管汇橇的研制与应用

为解决国内压裂管汇连接作业效率低、劳动强度大和布局不规范等问题,研制了105 MPa多自由度快速连接压裂管汇橇。该橇将高压管汇总成、低压管汇总成、多自由度快速连接压裂桥臂和液压助力系统等集成设计到橇装结构上,其中液压助力系统可平衡压裂桥臂自身重力,实现压裂管汇橇与压裂车之间的快速连接,可根据不同工况需求,通过调节液压来调整平衡力和压裂管汇桥臂的运动速度。该橇配置的减震系统可减小压裂管汇橇受到的脉冲振动,延长其使用寿命。采用多自由度快速连接压裂管汇橇连接8台压裂车用时34 min,作业完成后撤场用时26 min,与连接和撤场用时均在5 h以上的常规压裂管汇橇相比,作业效率提高10倍以上。105 MPa快速连接压裂管汇橇满足现场提速提效、安全生产要求,具有广阔的应用前景。

海洋立管全尺寸共振疲劳试验机理研究与应用

针对海洋立管全尺寸共振弯曲疲劳试验机理与应用方面研究的瓶颈问题,建立了偏心激励式海洋立管共振弯曲疲劳试验的力学模型,综合应用振动力学微分方程、材料力学弯矩与挠度关系式以及理论力学达郞伯原理等对该模型进行理论研究,得到应力幅和固有频率。研究了立管疲劳试验设计曲线、平均曲线和目标曲线3种曲线的关系。研制了海洋立管共振弯曲疲劳试验装置,对2台样机共4条焊缝进行全尺寸疲劳试验。试验结果表明理论计算值、有限元解和试验检测值基本一致,验证了理论推导的正确性。研究结果为海洋立管疲劳试验及评价提供了理论依据。

浮式平台钻柱升沉补偿装置性能及适应性分析

以最大补偿载荷4500 kN、补偿精度90%的钻柱升沉补偿装置为例,分析不同结构类型和工作原理钻柱升沉补偿装置的性能参数和优缺点,及其工程适应性。针对不同的作业需求,从作业效率、结构重心、钻台布局、作业成本、操作维护性等方面进行比较分析,为在深水钻机设计中选择钻柱升沉偿方案提供指导。

浮式波浪补偿装置研究及发展建议

浮式波浪补偿装置主要用于补偿海浪作用引起的船舶升沉运动以及水下洋流引起的升沉运动对负载的影响,消除升沉运动负载的载荷波动、位移和速度变化。为了减轻波浪升沉运动对海洋作业船的影响,确保海洋平台作业安全,在分析国内外不同类型浮式波浪补偿装置研究现状的基础上,总结了系统总体设计和分析技术、阀控(泵控)自动恒张力技术、隔水管张紧器抗反冲控制技术及钻柱补偿装置主被动联合控制技术等4项技术。对宝鸡石油机械有限责任公司的恒张力、恒钻压浮式波浪补偿装置的结构性能和现场应用情况进行了介绍。给出了我国浮式波浪补偿装置的发展建议,即应加快带主动控制功能的浮式波浪补偿装置工程样机的国产化进程;在提高补偿精度、减少设备复杂度等方面加大投入和研发力度,开展船舶升沉预测、电-液深度耦合补偿及纯电驱补偿等前沿技术的研究工作,并以船舶综合电力系统为依托进行补偿装置的设计开发。

闸板防喷器壳体强度分析方法研究

壳体是闸板防喷器的主体,是承受井内压力的关键零件。文中建立了2FZ28-70双闸板防喷器的壳体模型,并采用ASME规范中长圆形截面容器理论和厚壁圆筒理论进行壳体强度理论计算,同时基于ABAQUS有限元分析软件对防喷器壳体在额定工作压力下进行强度分析。通过对两种分析方法所得结果进行对比,验证了闸板防喷器壳体强度理论计算方法的合理性,为壳体的进一步优化提供理论依据,保证了闸板防喷器使用的可靠性。