温度影响天然气水合物地层井壁稳定的有限元模拟

由于天然气水合物特殊的理化性质,水合物地层要比常规地层的井壁稳定问题更加复杂,钻井液温度对天然气水合物地层的稳定性影响将是一个不容忽视的因素。为此,考虑热传导、对流、水合物分解、地层力学性质变化等诸多因素及其相互耦合作用,建立了温度影响天然气水合物地层井壁稳定的数学模型,并进行有限元求解。最后以国外某深水天然气水合物地层实际取得的地质资料为例,计算分析了钻井液温度对地层水合物分解、地层力学性质变化及井壁稳定的影响规律。结果表明:地层水合物因受热分解会导致地层力学性质急剧变差,进而极易导致地层屈服失稳,选择低温体系钻井液并控制其温度低于水合物相平衡温度,有助于维持井壁稳定,实现安全钻进。

不同侧压比荷载下U型约束混凝土拱架全尺寸试验研究

以直腿半圆形UCC拱架为对象,进行了不同侧压比荷载条件下的全尺寸拱架试验研究,从变形破坏形态、承载力、材料应变等方面进行对比分析,掌握了新型拱架的承载特性和屈服失稳机制。拱架受力初期处于线弹性变形阶段,拱架内力呈显著压弯状态,由于部分截面出现了强度破坏而导致拱架整体屈服,而后随持续加载拱架出现整体结构失稳,进而彻底丧失承载能力。UCC29试验拱架在λ=1.0加载条件下整体屈服承载力为1 230 k N,是相同尺寸U36拱架的1.56倍。拱架屈服承载力随侧压比λ(λ≥0.5)呈指数型降低趋势,且拱架变形形态及危险截面位置也受侧压比影响显著。对于直腿半圆形拱架而言,侧压比在一定范围内越小,拱架内力越接近轴压状态,拱架能够承担的荷载也越高。

推压-拉拔复合缩径成形理论解析

对推压-拉拔复合缩径管坯各变形区域进行了变形分析,采用主应力法对经向应力进行了解析,依次推导出弹性变形区、壁厚减薄区和定径区的经向应力表达式。以凹模出口处管坯的经向应力为边界条件,向管坯中部依次递推,得到变形管坯的经向应力表达式,并以某载重6.5 t胀压成形汽车桥壳管件缩径工艺为例,进行了3种不同芯轴外径的试验,对比了试验和计算结果。结果显示,经向应力试验值的变化趋势与计算结果一致,同时预测出缩径管件发生失稳现象,验证了理论计算的正确性。

无芯棒旋锻毛坯直径与壁厚比值的临界值的研究

以旋锻毛坯为研究对象,采用无芯棒旋锻工艺,针对旋锻毛坯不同径厚比(毛坯直径与壁厚的比值)分别通过DEFORM-3D进行旋锻成型过程仿真,在给定的工艺进给参数下,研究不同径厚比下,毛坯旋锻过程中毛坯变形情况。将通过仿真得到的毛坯变形情况数据进行后处理,从而得到其旋锻过程中的应力值,进而最终得到不同径厚比下的毛坯的应力值,再与理论计算值比较,进而得出毛坯发生失稳或屈服时的临界值,为进一步提高产品成形质量的研究奠定基础。