规模储能技术在电驱压裂中的适应性分析

专用网电是国内压裂作业的重要保障。为了解决电驱压裂阶段性作业、高峰值用电、后期电网利用率低等问题,采用规模储能技术进行作业。分析电驱压裂作业中储能在削峰填谷、用电缺口补充、平抑电网波动、作为备用电源和容量等方面的需求,对比各类储能技术的优缺点、市场化程度、各项性能参数及经济因素。我国规模储能技术发展飞速,特别是电化学储能规模应用增长迅猛。其中,磷酸铁锂电池市场应用最为成熟,是目前电驱压裂应用储能系统的首选;液流电池更适合用于规模储能场景,可以应用于电驱压裂供电。在规模储能系统设计和选型过程中,应结合压裂施工特点施行。

平行簧片机构力学分析与计算

为了提高平行簧片机构的导向精度,对平行簧片机构进行了力学分析和计算．运用材料力学理论方法,对平行簧片机构进行了精确的受力分析,建立力学模型,推导出了平行簧片机构在外力作用下产生变形的计算公式, 精确地标定工作过程中平行簧片机构的各参数对其导向精度的影响程度．通过分析导向误差计算公式,得到平行簧片机构工作时所受的弹簧预拉力及其力臂、测量力及其力臂、两簧片之间的距离、簧片长度和有效长度等因素均会影响其导向精度．通过合理调节以上各因素的大小,能有效地减小该机构的导向误差．

顶驱中心管接头螺纹连接性能分析

顶驱中心管螺纹连接的可靠与否影响到钻井安全。采用有限元法对中心管在预紧和额定载荷2种工况下的应力应变特性进行了研究,得出中心管的等效应力分布及在各危险截面上定义的路径的应力分布曲线。结果表明,在2种载荷工况下,中心管各啮合螺纹仍然具有承受载荷的能力,但载荷分布的不均匀性对螺纹接头的连接性能有重要影响,部分螺牙的等效应力和接触压应力均较高,有可能导致粘扣或屈服破坏。

增距式半主动天车型升沉补偿装置的设计研究

为减少波浪升沉运动对浮式钻井平台/船深水钻探作业的影响,在结合半主动型天车升沉补偿系统优点的基础上,设计了新型增距式天车升沉补偿装置。介绍了该补偿装置的工作原理,重点介绍了该补偿装置的结构方案和设计特色。研究结果表明,该补偿装置能够增加液缸的稳定性和使用寿命,具有响应速度快、补偿精度高、系统能耗低的优点,能有效提高钻井效率。

DQ-600Y1连续管钻机专用顶驱装置设计

在吸收国内外先进顶驱经验的基础上,研制了DQ-600Y1连续管钻机专用顶驱装置。介绍了该顶驱的结构方案、技术参数及仿真计算,重点介绍了顶驱一体化分体游车、井架一体化的双导轨、分体式三维可调自润滑滑车等设计特色。计算结果表明,该顶驱的强度达到了设计要求,满足连续管钻机钻井工况的要求。

深水工程勘察船用KDQ40/2250DB型顶驱装置研制

为满足深水工程勘察船钻机自主配套的需要,在吸收国内外先进顶部驱动钻井装置设计经验的基础上,研制了KDQ40/2250DB型深水勘探船专用的交流变频顶部驱动装置,与我国首艘深水工程勘察船"海洋石油708"配套使用。介绍了该顶驱装置的结构方案、技术参数及厂内试验情况。重点介绍了液控高压球阀、大通径、大跨距等结构的特点。试验结果表明,该顶驱装置的各项性能指标满足了海洋钻井和勘探取样作业的要求。

BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱装置设计

为满足电动煤层气钻机自主配套的需要,在吸收国内外先进顶部驱动钻井装置(简称顶驱装置)设计经验的基础上,研制了BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱。介绍了该顶驱装置的结构方案、技术参数等情况。重点介绍了电机直驱技术、浮动缓冲短节、前开口浮动背钳等结构特点。

平行簧片式弹性导轨的力学模型

运用材料力学理论方法,对接触式测头中平行簧片结构导轨进行分析,建立力学模型,推导出平行四边形型弹性导轨在外力作用下产生变形的计算公式,从理论上分析该结构的运动精确度,通过对计算结果的分析可以得到受力对测头性能的影响。

顶驱中心管强度有限元分析

中心管是顶驱的关键承载部件之一,其可靠性直接决定顶驱的工作性能。采用有限元法对中心管在额定载荷和工作载荷2种工况下的应力、应变特性进行了研究,得出了中心管等效应力分布以及在各危险截面上定义路径的应力分布曲线。结果表明:在2种载荷工况下,中心管啮合螺纹具有承受载荷的能力,但前3牙和后4牙的齿根部应力过大,有可能发生粘扣和屈服破坏。

逐次逼近法评定自由曲线的轮廓度误差

自由曲线的轮廓常用离散点来表示,而不是已知的数学方程,评定其轮廓度误差非常困难.采用三次样条函数拟合出被测物体的轮廓曲线,并建立了评定线轮廓度误差的精确数学模型,提出一种用逐次逼近思想来评定平面自由曲线的轮廓度误差的方法.该方法能自动实现被测轮廓与理论轮廓之间的位置调整,在得出形状误差的同时得到位置误差,而且是一种符合最小区域原则的评定方法.实验证明,该方法能精确的计算出自由曲线的轮廓度误差.

绞车滚筒的结构强度分析

采用有限元方法对绞车滚筒的结构强度进行分析及计算,充分考虑了绳槽、离心力等因素对滚筒承载能力的影响,对滚筒在最大快绳拉力下的应力应变特性进行了研究,得出了滚筒等效应力分布,以及在各危险截面上定义的路径的应力分布曲线。计算结果为滚筒的结构设计工作提供参考。

半潜式平台用锚机研究

在半潜式平台定位中,锚机是其配套使用的关键设备之一,其性能的优劣直接决定整个平台的安全性和工作可靠性。通过对半潜式平台定位模式分析,着重介绍了平台配套用4种主要形式锚机的功能和特点,以及国内外锚机技术发展趋势,以期加快研发具有我国自主知识产权、配套半潜式平台用锚机系统。

半潜式钻井平台用三滚筒锚机研制

针对目前国内半潜式钻井平台配套用三滚筒式锚机研究文献较少的现状,开展三滚筒锚机的设计研究。该锚机最大额定拉力1 700 kN,容绳量3 500 m,结构采用双滚筒摩擦绞车和储存绞车配合形式,可满足1 200 m水深半潜式钻井平台应用。文中着重介绍了主要设计原理,并进行详细的校核计算及关键部件有限元分析,结论证明该设计合理,使用可靠且安全。

海洋钻井天车升沉补偿系统不同摇摆装置性能分析

天车升沉补偿系统广泛应用于浮式海洋钻井平台,不同的摇摆装置设计方案对摇摆臂受力变化、钢丝绳运动规律及升沉补偿效果均有重要影响。针对3套典型的天车升沉补偿系统摇摆装置方案建立数学模型并进行数值计算,基于线性加权和法建立各影响因素的权重表和综合评价标准,并对3套方案进行评价。结果表明,钢丝绳内绕式方案Ⅰ和方案Ⅱ中摇摆臂须承受变化幅度较大的交变载荷,易疲劳受损;且钢丝绳直弯交变长度较大,窜绳现象明显,给系统控制精度带来较大影响;钢丝绳外绕式方案Ⅲ具有摇摆臂受力平稳、钢丝绳直弯交变长度小、无窜绳现象等特点;基于线性加权和法评定方案Ⅲ为优秀,方案Ⅱ为良好,方案Ⅰ为中等。

浮式钻井平台天车升沉补偿系统联合仿真研究

天车升沉补偿系统在浮式海洋钻井平台得到了广泛应用。为分析天车升沉补偿系统不同工作方式下的补偿效果,对其主要系统参数进行设计。利用AMESim仿真平台和ADMAS软件搭建了联合仿真模型,完成被动补偿方式及3种不同反馈信号(位移、速度和加速度)下半主动补偿方式的补偿效果仿真实验,以及气液转换器与被动补偿缸之间管线长度对补偿效果的影响分析。仿真结果表明:半主动补偿方式下速度反馈补偿效果最佳,加速度反馈稍差,位移反馈最次,但都远高于被动补偿方式;气液转换器与被动补偿缸之间管线越短补偿效果越高。

半主动天车升沉补偿试验平台设计与分析

半主动天车升沉补偿装置是一种实现浮式钻井平台升沉运动的节能高效装备,但其相关技术被国外厂商封锁且国内尚缺乏准确有效的试验支撑,为此建立了补偿作用下的四自由度钻柱纵向振动模型以揭示半主动天车升沉补偿机理,并以此为理论依据设计了半主动天车升沉补偿试验平台及其机械结构、液压系统和控制系统。该试验平台的主要设计参数包括补偿载荷、最大补偿行程以及最大补偿速度,从工况模拟能力、补偿缸载荷以及补偿效率这3个方面综合分析了平台的试验能力。结果表明:通过控制浮动天车位移可以明显降低升沉运动对钻压的不利影响;主、被动补偿缸分别承担了补偿过程中的动、静载荷;设计的试验平台不仅能模拟满足实际要求的补偿工况,而且在最大补偿工况下的补偿效率为93.14%,说明它具备良好的试验能力。研究成果为半主动天车升沉补偿技术的研究提供了可靠的理论和试验依据。

天车升沉补偿系统摇摆装置的优化设计

天车升沉补偿系统在浮式海洋钻井平台上得到广泛应用,其中摇摆装置上的钢丝绳缠绕方式对摇摆装置受力变化、钢丝绳运动规律及升沉补偿效果均有非常重要的影响。针对三种典型天车升沉补偿方案分别建立数值分析模型,同时在钢丝绳交叉缠绕方案基础上提出增设一组导向滑轮的优化方法,并进行了优化效果验证,结果表明:钢丝绳交叉缠绕式方案摇摆装置和钢丝绳受力工况恶劣,且存在窜绳现象,在一定程度上降低了升沉补偿效果;钢丝绳顺绕式方案的工作效果最佳,但与钻机连接的结构非常庞大;钢丝绳交叉缠绕式方案在优化后窜绳现象消失,同时摇摆装置受力得到大幅度优化,获得了集两种钢丝绳缠绕方案优势于一体的效果。

60t钻柱升沉补偿装置的研制及应用

针对"海洋地质十号"勘察船钻探系统液压举升式门式井架的结构特点,开发了60 t钻柱升沉补偿装置。该装置采用了倒立油缸直驱技术、双阀组安全控制技术及任意位置悬停技术等多项创新技术。对60 t钻柱升沉补偿装置进行了补偿载荷和静载荷试验,试验结果表明相关设计参数达到了预定设计要求。作为国产首台套投入海洋实战作业的补偿装置,成功完成了在水深100 m、钻探取样深度150 m的作业任务,满足了用户的勘察钻探需求。60 t钻柱升沉补偿装置的成功研制及应用使我国拥有了具有自主知识产权的钻柱升沉补偿装置,推动了我国深水勘探开发用钻井平台关键设备的国产化进程。

射孔快速连接井口装置技术现状及分析

射孔快速连接井口装置是一种高度集成的机电液一体化装置,施工人员在远离井口的控制柜前,通过操作控制面板来实现防喷管和井口装置远程自动对接和自动释放,并能快速试压和自动投球,替代了传统的人工连接。介绍了国外射孔快速连接井口装置的结构及功能,分析了射孔快速连接井口装置的关键技术,主要包括工作原理,锁紧装置,高压密封、高压防硫材料,安全装置和控制系统。指出我国应尽快发展射孔快速连接井口装置。

天车升沉补偿装置摆臂长度优化设计

升沉补偿装置可补偿海上钻井平台因风、浪等外载影响产生的垂荡运动,减小钻柱底部位移或钻压的变化。天车升沉补偿装置是补偿精度较高的大载荷升沉补偿装置,其摆臂机构是实现补偿功能的关键结构。以摆臂机构关键设计参数为基础,建立了计算摆臂机构主承载部件载荷的数学模型,分析了摆臂机构关键设计参数在浮动天车运动全过程中对主承载部件载荷分配的影响,给出了内绕式天车升沉补偿装置优化设计方案。通过设计方案的改进,可提高材料利用率,减轻设备质量。