深水采油树Spring-Seal密封圈接触模型构建与实验测试

为提高深水采油树在高压、高温、低温等工况下长时间工作的稳定性,对采油树密封圈进行重新设计,提出Spring-Seal密封圈(以下简称S密封圈);基于赫兹接触理论、填料密封接触理论,重新构建S密封圈接触力学模型;建立有限元仿真分析模型,分析不同条件下S密封圈的密封性能,同时验证新建接触模型的合理性;利用实验测试S密封圈的实际密封效果。研究结果表明:S密封圈在高压、高温、低温等工况下能够长时间稳定工作且密封性能良好。研究结果可为S密封圈的接触研究及工程运用提供理论参考。

渤中8-4油田“S”型走滑转换带特征及其对浅层油气侧封的控制作用

新构造运动在渤海海域表现强烈,形成了渤中凹陷特有的走滑构造体系和浅层油气藏。前人研究集中在走滑运动论证和走滑转换带类型探讨上,缺乏对走滑构造带控藏作用的精细研究。利用地震资料,结合油田实例,探讨了渤中8-4油田走滑转换带特征和对油气侧封的控制作用。研究认为,渤中8-4油田主断裂为“S”型走滑转换带,发育释压带和增压带两类转换带。释压带地层陡,圈闭不发育,是油气由深向浅的充注段;增压带地层缓,背形特征清晰,低幅断鼻、断块圈闭集中发育,为油气汇聚区。建立了走滑断裂封闭指数以定量表征走滑转换带的侧封能力,通过近20个油田的统计分析,认为可以把走滑断裂封闭指数4作为走滑断层侧封的临界值。该成果为富砂背景下的浅层油气勘探工作提供了一种新的方法和思路。

工况因素对S密封结构强度与密封性能的影响

S密封是为满足石油天然气行业的高温、高压和复杂的流体介质工况而专门设计的一类特殊密封圈。为研究S密封的结构强度和密封性能,建立S密封圈二维轴对称模型,仿真研究其在安装工况和作业工况下压缩量、介质压力和温度载荷对密封面结构强度和密封性能的影响规律。结果表明:在安装工况时, S密封圈弹性体最大等效应力和最大剪切应力出现在密封圈内部中心位置,最大等效应力分布呈轴向对称;在作业工况时,最大等效应力和最大剪切应力在中间靠近间隙位置;随着外过盈量和介质压力增大,弹性体最大等效应力和内外接触应力均呈现增大趋势;温度增加时,最大等效应力和内外最大接触应力均增加,但最大等效应力增加趋势较小。研究结果为S密封圈的性能和强度优化研究提供理论支撑。

大型石化企业储罐VOC_(S)治理改造与节能应用探究

为减小因丁辛醇罐区储罐排放尾气引起的环境污染和其它安全隐患,通过对不同治理技术进行研究,择优应用冷却回收技术对含100%丁醛组分的醛储罐排放尾气进行回收。采用新型储罐密封技术对80%以上为丁醛的轻组分储罐、含60%左右丁醇的重组分储罐及含20%左右丁醇的杂醇储罐进行处理,以满足降低挥发性有机物量的目标,实现罐区尾气异味治理,有效减少现场异味,保护环境。

抗H_2S腐蚀的HH-PSL3G-PR2级气密封闸阀研制

为了开发高含硫的天然气藏,需解决完井井口装置及采气树中闸阀的腐蚀和高压气密封问题。研制了抗H2S腐蚀的HH-PSL 3G-PR2级气密封闸阀。介绍了高含硫气田的腐蚀危害及对闸阀设计、选材、制造和检验等方面的要求。重点介绍了该闸阀的结构及设计要点、阀体及阀盖内腔堆焊工艺、关键部位加工及密封件采购难点,并提出解决办法。

基于遗传算法改进的OVO TWSVM的机械密封状态研究

针对传统测试方法对实际工况下的密封端面状态识别准确率较低,且识别速度较慢的问题,提出了一种基于遗传算法改进的OVO TWSVM模型对密封状态进行识别。设计了2种工况,针对密封端面的声发射信号,先使用广义S变换对其进行滤波,提取典型时频域特征向量,合理划分训练和测试用例;构建了OVO TWSVM模型,并用遗传算法对其参数进行优化;对比优化前后的模型对样本的识别准确率,结果证明该方法具有更高的识别率,可应用于机械密封的状态识别。

浮动式程控球阀在S Zorb装置上的应用及改进

程控球阀是S Zorb装置的重要仪表设备,通过闭锁料斗程序控制相关球阀的开关,实现待生再生吸附剂的循环。由于使用工况苛刻,装置运行一段时间后程控球阀出现内漏,阀座、阀球磨损现象。根据阀门结构特点,经过与供货商交流对阀门结构设计细节提出了改进建议(调整密封预紧力、缩小阀腔等),同时结合工艺操作调整某些阀门动作时序,增加了某些程控球阀反吹步序和阀门使用情况的在线诊断分析、预知维修功能。使程控球阀的在线运行时间及使用寿命得到很大延长。

管径和波数对S型波纹管刚度的影响分析

在刚度测试仪上对新疆乌苏北方新科有限公司提供的不同管径的S型双层焊接金属波纹管(即DN100系列、DN55系列、DN35系列),共三个系列36个试件进行了刚度试验,得出了载荷-位移曲线,进而计算出每个波纹管的刚度,通过比对,分析出不同管径、不同波数对波纹管刚度的影响,为后续的疲劳寿命试验研究奠定基础。

端面密封材料S-07不锈钢滑动摩擦学行为的分子动力学模拟

为探究端面密封材料S-07不锈钢在不同参数下的摩擦学行为,构建纳米尺度下S-07不锈钢的摩擦磨损模型,以对偶件的压入深度和滑动速度作为变量,研究S-07不锈钢表面摩擦学性能及形貌变化。结果表明:随着摩擦相对滑动速度的增加(50、100、150 m/s),S-07不锈钢磨损表面粗糙度降低;随着对偶件压入深度(0.3、0.6、0.9 nm)的增大,摩擦因数呈上升趋势;磨损量随压入深度增大而增大,随滑动速度上升呈下降趋势。在微观尺度上,从位错、塑性变形等角度解释了在不同磨损条件下S-07不锈钢性能变化的原因,为该材料适用摩擦工况的选择提供了理论参考。

水下采油树S密封结构优化与试验研究

S密封作为水下采油树的非金属密封圈,是水下安全生产的关键部件之一。以S密封为研究对象,进行了结构和密封机理的研究并对其结构参数进行优化。通过建立有限元仿真模型,研究了密封圈截面长度、截面宽度、弹簧直径及圆弧半径等参数对密封圈性能的影响规律,并根据影响显著性采用响应面法对密封圈的关键结构参数进行优化分析,以最小等效应力与最大接触应力为目标,对密封圈结构参数进行优化。将优化后的S密封与优化前进行对比,结果得出在安全性能和密封性能上S密封均有显著的提升;最后通过静压试验对S密封进行了密封性能测试,试验结果表明S密封满足密封性能要求。研究方法和结果可为S密封以及其他类似结构密封圈的结构优化提供理论依据及数据参考。

S-CO_(2)透平干气密封冷却方案优化研究

动密封技术控制着旋转动静部件的泄漏流动,对透平性能具有显著影响,干气密封是S-CO_(2)透平中广泛采用的一种高性能端面密封形式。基于哈汽公司自主研发的3MW S-CO_(2)轴流透平,开展干气密封结构方案设计。利用流热耦合的数值计算方法,开展干气密封冷却方案优化。计算结果表明,当密封冷却气流量不小于0.75 kg/s时,密封结构表面温度满足设计要求。

S Zorb装置闭锁料斗阀门故障分析及对策

通过对某S Zorb装置闭锁料斗阀门使用过程中出现的阀门内漏、阀门卡涩、阀门开关超时等故障问题进行具体原因分析,重点从阀球密封面损伤、阀门双向密封结构、阀门内部物料堆积、气缸扭矩大小对阀门开关影响等方面入手,对闭锁料斗阀门的双向密封结构设计、阀球密封面材料硬化处理、阀门气缸型式选择等常见故障问题给出了解决措施和建议,能有效减少闭锁料斗阀门故障,为S Zorb装置稳定长周期运行提出了建议和对策.

环形通气管对S型存水弯水封保护的数值模拟

采用数值模拟方法,模拟分析了环形通气管的设置位置和管径对室内排水系统横支管中S型存水弯的水封保护作用。模拟结果表明,当排水条件相同时,环形通气管设置于末端两个卫生器具中间更有利于S型存水弯水封保护;环形通气管管径并不是越大越好。

裂解P-300A/S泵机械密封的改造

针对乙烯裂解装置P-300A/S悬臂式离心泵国产化后,机械密封频繁泄漏失效,导致机械密封寿命短的问题,对机械密封失效因素进行了具体的分析,找到了导致机械密封泄漏的主要原因,提出并采取了相应的改造措施,从根本上解决了机封泄漏问题,从而保证设备的长周期运行,节约成本,提高了经济效益。

橡胶泊松比对等壁厚单螺杆泵举升性能影响的试验研究

为了研究橡胶泊松比对等壁厚单螺杆泵举升能力的影响,对其进行了有限元模拟和试验研究。首先,采用Workbench软件对等壁厚单螺杆泵进行了接触非线性仿真,研究了不同容腔压强下的压差载荷与其接触应力的关系,总结出了容腔间临界密封压力的计算方法,计算得到了不同橡胶泊松比下等壁厚单螺杆泵的临界密封压力,并使用Origin软件对其进行了多项式拟合;然后,分析了橡胶泊松比与容腔间临界密封压力的关系,根据等壁厚单螺杆泵内部油压传导规律,计算得到了不同橡胶泊松比下的螺杆泵扬程,并分析了两者间的关系;最后,为了验证等壁厚单螺杆泵接触非线性仿真结果的正确性,对该螺杆泵进行了水力特性试验。研究结果表明:容腔间接触应力随压差载荷的增大而近似呈线性增大,随容腔压强的增大而减小;容腔间的临界密封压力随容腔压强的增大而近似呈非线性减小;在容腔压强一定时,容腔间的临界密封压力随橡胶泊松比的增大而增大,泊松比越大其等壁厚单螺杆泵内部就越不易漏失;螺杆泵的扬程随橡胶泊松比的增大而呈非线性增大,且增长的速率越来越快;试验中,等壁厚螺杆泵所能达到的最大扬程为10.85 MPa,仿真结果与试验结果误差仅为3.2%。以上研究结果可为等壁厚单螺杆泵未来的研究提供借鉴参考。

油气保存单元的概念与评价原理

“油气保存单元”是一个盆地内部三度空间上封闭流体的含油气地质单元。根据其空间结构特点与随时间的演变特征可以将油气保存单元划分为继承型、改造型与重建型等 3种基本类型。通过对封盖层和断层的封闭性能与封闭时间的匹配分析 ,以及对岩浆活动、地震活动与水文地质作用等关键事件的研究 ,可以划分油气保存单元。结合盆地与含油气系统的研究成果 ,可以深入剖析油气保存单元内部的成藏要素与成藏作用 ,从而对其进行综合评价。以楚雄盆地为例 ,通过对 7个油气保存单元的分析与评价 ,优选出东山、中和 -大姚与永仁等 3个有利的油气保存单元。

气体热黏效应对干气密封性能影响的数值分析

基于气体多变过程理论和气体润滑理论,通过对雷诺方程的多变指数进行修正,建立了分析螺旋槽干气密封热黏效应的数学模型.采用有限元法对黏度对于干气密封性能的影响进行数值分析.结果表明多变指数和黏度越大、压力和温度越高,则干气密封的端面气膜承载能力越强;在高速或中、高压工况下,需考虑气体热黏效应对干气密封性能的影响;当端面平均气膜厚度大于2μm时,气体热黏效应对干气密封性能参数与气膜厚度关系的影响可以忽略不计.

螺旋槽干气密封气膜特性的近似计算及试验研究

从N-S方程出发,推导螺旋槽内稳态微尺度流动场的非线性雷诺方程。应用PH线性化方法,并采用小参数迭代法进行求解,近似求得螺旋槽内气体动压分布的解析解,继而求出泄漏量以及功耗。结果表明:试验测出数值与计算结果较为吻合,表明所建立的螺旋槽干气密封端面间气体流动过程力学和数学模型是正确的,所编制的近似计算程序是可行的。

刷式封严磨损特性及其对泄漏影响的试验研究

为了获得刷式封严磨损特性及其对泄漏影响,对间隙、过渡、过盈3种配合状态的低前挡板型小尺寸刷式封严进行了试验研究,试验测量了磨损量、泄漏量和转子轴心轨迹等。根据测量结果对各配合刷式封严的磨损特性和磨损对泄漏影响进行了研究。分析结果显示,在磨损特性方面:间隙配合状态下,磨损是局部磨损;过盈配合状态下,磨损发生在整个试验阶段,在试验初始阶段磨损较严重,且磨损较为均匀地发生在整个圆周;过渡配合的磨损发生在整个圆周上,且其磨损不均匀。在磨损对泄漏影响方面:间隙配合状态下,试验初始阶段小压差下磨损对泄漏的影响不明显,在中等压差0.2~0.3MPa时较为明显;过渡配合,磨损对泄漏的影响在小压差和中等压差下较为明显,大压差下不明显;过盈配合下,磨损对泄漏的影响发生在整个试验阶段且磨损对泄漏的影响随磨损量变化的减小而逐渐减小,试验的初始阶段磨损对泄漏的影响最为明显;试验的初始阶段,过盈配合时磨损对泄漏影响最大,过盈配合时次之,间隙配合时最小。

注浆堵水技术在石槽村煤矿副立井施工中的应用

为合理解决石槽村煤矿副立井井筒施工中穿含水层问题,为井筒施工创造有利条件,应用定向钻井和综合注浆技术,井筒施工前对地面预注浆过程采用S孔定向钻井,通过设置合理的技术参数,应用合理的注浆工艺、注浆材料及注浆设备,使注浆和井筒掘砌同时进行。工程实践表明:12个强含水层总涌水量从391 m3/h减小到5.7 m3/h,实现了打干井的目的,堵水效果明显。