计算机仿真和全尺寸实物试验在特殊螺纹接头油套管研究开发中的应用

特殊螺纹接头油套管应用在深井、超深井、高压气井和热采井等油田采油工况。在研究开发中 ,产品结构和使用性能是两个重要的指标。本文介绍了应用计算机仿真和全尺寸实物试验进行特殊螺纹接头油套管研究开发的方法。在计算机仿真方面 ,通过模拟不同工况 ,对特殊螺纹接头的密封面进行了结构优化 ,减少了样品加工和试验的数量 ,降低了开发费用 ;在全尺寸实物试验方面 ,模拟油田的实际工作情况 ,掌握了产品的性能 ,提出了合理的上扣扭矩。两者的结合使开发出的产品在上扣、结构和密封等的完整性方面 ,完全满足油田用户要求。

特高压变压器水成膜泡沫全尺寸灭火污染研究

为了探究灭火的环境污染,开展了特高压变压器水成膜泡沫全尺寸灭火试验,采集大气、水体及土壤样品进行分析。首先,利用气体分析仪测得灭火瞬间CO、SO和NO2的体积分数远超标准阈值,同时使用气相色谱/质谱联用仪发现大气中存在氟碳表面活性剂和轻质支链烷烃等。通过液相萃取-气相色谱/质谱试验,测定水体内的有机污染物主要为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚和重质正构烷烃。X射线荧光光谱仪检测出灭火后土壤中铜元素明显提升,热脱附-气相色谱/质谱测定土壤中的有机成分主要是未充分燃烧的变压器油和本该存在于烟气中的的4-乙基邻二甲苯和1,3-二甲基-4-乙基苯。这些研究对水成膜泡沫灭火的环境污染治理、灾后评估和灭火剂的改良具有一定指导意义。

基于等效结构应力法的制动梁疲劳寿命预测

焊接疲劳直接影响车辆行车安全,为评估外转39型转向架焊接制动梁的结构强度性能,运用有限元法对其进行了静强度分析,运用等效结构应力法对其焊接结构进行了疲劳寿命预测.并且对全尺寸实物进行了静载荷试验和疲劳试验,计算结果与试验结果基本一致,研究结果表明:外转39型制动梁强度设计满足相关标准要求;等效结构应力法具有工程应用推广价值.

新型快速上扣套管螺纹的设计与应用

基于海上钻井作业特殊工况的要求,设计了新型快速上扣套管螺纹,新型螺纹锥度为1∶12,螺距为6.35 mm,导向面为30°,承载面为0°,并且采用台肩结构进行位置约束,采用内平设计避免紊流。有限元力学分析结果表明,新型螺纹的等效应力分布均匀,连接强度高于管体本身;室内全尺寸实物试验结果表明,新型螺纹具有良好的上卸扣特性,无粘扣现象,具有较高的连接强度,密封性能好。新型快速上扣套管螺纹在渤海某油田的现场应用效果良好,下套管过程快速、平顺,没有发生错扣现象,上扣速度比同规格API偏梯形螺纹提高20%以上,大大提高了下套管作业效率。

一种高气密封油套管特殊扣的研发

为了满足油气田特殊井的开发需求,采用有限元分析和实物评价试验的方法,开发了一种具有高气密封稳定性油套管特殊扣。介绍了该特殊扣的结构设计特点,运用有限元方法对密封性能进行了评价,并按照ISO 13679:2002 CALⅣ标准进行了全尺寸实物评价试验。结果表明,该特殊扣结构合理,密封性能优异,在拉伸效率、内压效率、外压效率等方面均达到管体的100%,适用于高温高压井、水平井、大位移井、大狗腿度斜井等苛刻井况。

热采工况下钛合金筛管性能计算与实验研究

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的机械性能、耐高温性能和耐腐蚀性能,成为下一代解决稠油热采工况下高套损率的优选材料,但在热采工况下钛合金割缝筛管的性能还缺乏研究。在模拟辽河油田稠油热采典型工况条件下,使用有限元计算和实物试验相比对的方法,对钛合金筛管理化性能、轴向热变形、轴向热载荷、大狗腿度下筛管及割缝形貌变化规律等进行研究。结果表明,钛合金材质的筛管在热采工况下具有较好的强度和韧性,350℃热采工况下钛合金筛管由于热应力增加的轴向载荷只有钢制金属网布筛管和复合筛管的19.3%和20.4%,经过7轮次的热采温度循环,在350℃热采温度下钛合金筛管的轴向伸长率仅为钢制筛管的58.7%~60.4%,在20°/30 m的大弯曲度及350℃高温下,钛合金筛管抗变形能力优异,最大椭圆度只有4.13%,平行割缝保持完好且防砂能力优于同规格钢制筛管。基于本研究认为,钛合金材质的筛管及套管可以有效地降低热采管柱在热采工况中的轴向热载荷、伸长量,并且具有较高的耐高温性能和抗疲劳性能,在热采工况极端弯曲条件下抗变形能力好,是解决目前我国稠油热采现场高套损问题的有效方法和发展方向之一,研究结果为钛合金筛管的设计和使用提供重要的技术参考。