在役石油钻机井架相似模型设计

石油钻机井架作为典型的大型钢结构长期处于野外环境,经受风雨和冰冻侵蚀,搬运过程中的磕碰和挤压变形,长期积累造成井架主体结构损伤,严重影响到石油钻井的安全生产。实际上井架的实验研究受到现场施工环境和高成本制约。按照相似理论确定相似比系数,完成石油井架相似模型设计,通过模拟钻井工况,进行相似模型的承载力实验,获得结论推演真实结构的承载力分布规律。通过K型井架模型设计验证误差在10%之内。相似模型研究方法将为在役井架承载力评价,特别是未来沙漠钻机和深海钻机井架的承载力研究提供理论依据。

基于MATLAB/Simulink的异步电机动态仿真探究

本文对异步电机在两相坐标系下的数学模型进行了分析,并利用MATLAB/Simulink仿真模块建立了基于两相坐标系的异步电机仿真模型。结果表明,异步电机的启动电流约为15A,启动转矩约为14 Nm。经过约0.5s后,异步电机达到稳定状态。分析结果可为异步电机的设计提供一定的理论依据。

基于小波包能量分析与支持向量机的石油井架损伤定位探究

针对石油井架单一损伤位置识别问题,结合小波和支持向量机分析方法,利用小波包能量分析得出归一化的能量特征向量,以此作为损伤识别支持向量机分类器的输入向量。经训练和仿真测试,证明该方法可以准确实现石油井架结构损伤位置的定位识别。

基于金属损失的闸板防喷器结构强度仿真研究

目前有关闸板防喷器的理论分析及数值仿真分析大都集中于对闸板防喷器的胶芯寿命及闸板剪切能力研究,较少考虑到对含壳体缺陷的闸板防喷器壳体结构强度及壳体使用寿命进行研究。鉴于此,以某油田现场使用的2FZ35-70双闸板防喷器为例,引入半球形腐蚀坑缺陷,建立三维模型并进行有限元分析,研究在额定工况与静水压情况下,含腐蚀坑缺陷的闸板防喷器壳体应力分布及壳体疲劳寿命。该分析方法可为油田现场在役闸板防喷器的使用安全评价及使用寿命预测提供理论参考。

基于层次分析法的页岩气集输管道风险评价方法研究

为完善国内页岩气集输管道风险评价技术,提出一种页岩气集输管道风险评价方法。该方法基于页岩气集输管道的实际情况,进行风险因素辨识,建立风险评价指标体系;采用层次分析法计算指标的权重,进而求得管道失效可能性;最后参考相关标准,计算得到页岩气集输管道的风险值。采用该方法对某页岩气集输管道进行风险评价,得到风险等级为:低风险。

在有微生物的水中L245钢腐蚀速率模型研究

通过静态非生物腐蚀及动态生物腐蚀试验,研究了L245钢腐蚀与浸泡方式、温度、HCO_(3)^(-),Cl^(-),SO_(4)^(2-),Ca^(2+),pH值、流速和硫酸盐还原菌(SRB)数量的关系。研究结果表明:各非生物影响因素主次排序为浸泡方式>温度>HCO_(3)^(-)>Cl^(-)>SO_(4)^(2-)>Ca^(2+)>pH值,且在低流速高细菌含量条件下,L245钢点蚀最严重。考虑了温度、Cl^(-),HCO_(3)^(-)、细菌数量及流速5个影响因素,结合X管道的开挖点数据建立了X管道的腐蚀速率模型,并利用SPSS的多元非线性回归求得各参数值,经开挖验证,模型误差低于10%,精度较好。

多磁化单元管道外漏磁检测技术研究

石油石化行业管道受各种因素影响,非常容易发生腐蚀甚至穿孔泄漏。针对管道外漏磁检测技术,设计了三磁化单元铰接可变径的磁化结构,采用数值模拟方法研究了三磁化单元漏磁场的空间分布,分析了漏磁场分布规律以及磁化单元间的相互影响。并对三磁化单元结构进行改进设计,分析了结构改进前后漏磁场的空间分布特性。在实验室条件下进行了三磁化单元漏磁场强度均匀性实验,结果表明:通过对磁铁厚度与极靴结构的改进,能够提高漏磁场空间分布的均匀性,满足管道现场检测要求。

页岩气田腐蚀工况下L245N钢在含SRB模拟溶液中的腐蚀行为

为了研究四川某页岩气田腐蚀工况条件下硫酸盐还原菌(SRB)对L245N钢的腐蚀行为,通过九组正交试验,研究了L245N钢与流速、CO_(2)、压力以及细菌数量的关系。结果表明:各影响因素排序为流速、细菌数量、CO_(2)、压力,且在低流速高细菌含量条件下,L245N钢腐蚀最严重。后根据正交实验的极端条件,采用失重法及表面分析手段,研究了SRB对L245N钢的腐蚀行为,实验研究发现:L245N钢的腐蚀速率先减小后增大并逐渐趋于平缓,试片浸泡14d后,L245N钢的表面覆盖一层出现裂纹的腐蚀产物膜及生物膜,清洗产物膜后,可在试片表面观察到明显的点蚀坑。

L360N管线钢在页岩气田采出水中硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

以1 mL水样分别含有10^(3),10^(5),10个硫酸盐还原菌(SRB)的某页岩气田集输管线的分离器采出水(记作1^(#),2^(#),3^(#)水样)为试验介质,研究L360N管线钢在不同水样中浸泡14 d的腐蚀行为。结果表明:水样中的SRB数量越多,管线钢的腐蚀速率越大,腐蚀程度越严重;浸泡14 d后,在1^(#)水样中管线钢表面含有FeS,高浓度HCO_(3)^(-)有助于腐蚀产物膜的生成,在2^(#)水样中,管线钢表面的FeS含量最高,腐蚀产物呈团簇状不均匀分布,高浓度Cl^(-)和低浓度HCO_(3)^(-)共同加速了膜层的破损,在3^(#)水样中,管线钢表面较平整,腐蚀产物很少,腐蚀程度最轻。

闸板防喷器壳体侧门超声相控阵检测技术

闸板防喷器作为井控关键设备,其侧门密封部位一直是薄弱环节,在高压冲击及循环载荷下局部区域将出现应力集中,进而产生疲劳裂纹。为了在不拆卸闸板防喷器的情况下有效检测出侧门密封部位的裂纹缺陷,采用ABAQUS有限元分析了2FZ35-70双闸板防喷器壳体侧门方腔部位承压情况下的应力分布,发现应力主要集中于侧门方腔矩形角部位。针对应力集中部位,首先采用超声相控阵仿真模拟区分了结构回波与缺陷回波,对缺陷进行了定性与定量分析;然后对含有人工模拟缺陷的试块进行实际检测试验,在上述仿真分析的基础上可准确快速地判断缺陷回波与结构回波。研究结果表明,实际检测结果与仿真分析结果基本相符,超声相控阵检测仿真模拟对现场实际检测具有指导意义,可为现场检测提供参考数据,进一步提高现场检测的效率。

“7+N”安全风险控制工具在科研工作中的应用

以石油行业为背景的科研工作过程和结果都面临安全风险。文章引入了生产管理安全风险控制的7个工具:个人安全行动计划、安全观察与沟通、工作安全分析、作业许可、安全经验分享、作业前安全会、变更管理;结合科研专业技术性特征和信息保密要求,总结了3个工具:头脑风暴、签订保密技术协议、技术鉴定会。分析了7+N的安全风险控制工具在科研立项、项目实施、成果应用几个阶段的应用和应用程序。安全风险控制工具简单易实施,有效控制了科研全过程的安全风险,使得形成的"四新"成果能安全推广应用。

螺纹孔损坏对2FZ35-70闸板防喷器侧门密封性能的影响

为了研究额定工作压力下2FZ35-70闸板防喷器侧门密封连接螺纹孔损坏对密封性能的影响,运用ANSYS有限元分析软件,建立防喷器侧门密封有限元数值模型,开展局部密封连接结构非线性有限元分析,获得密封部位密封圈接触压力的分布特性及结构位移特征。结果表明,当侧门密封连接螺栓孔损坏个数达到2个时,在螺纹孔损坏一侧存在较大区域橡胶圈接触压力明显低于平均接触压力,结构中橡胶圈接触压力下降明显,导致侧门密封连接结构密封性失效。