钢材模型强化参数对构件滞回性能模拟的影响分析

为了考察材料本构模型参数对构件滞回性能模拟的影响,利用通用有限元软件ABAQUS对H形截面钢构件绕强轴压弯的滞回特性进行了数值模拟研究,对比分析了Ramberg-Osgood模型应变硬化指数和两折线模型强化率的参数取值对低周往复荷载作用下构件的极限抗弯承载力、极限后性能模拟结果的影响。分析表明,在所研究的材料强化参数变化范围内,构件极限抗弯承载力的相应变化是有限的;但构件的残余位移、耗能能力等大范围塑性变形阶段的模拟结果对两类材料模型强化参数均表现出很强的敏感性。基于以上分析结果,建议在对构件性能进行全过程数值模拟时应当谨慎地选用材料强化参数,并在必要时补充相应的材料性能试验。

顺北油田钻井参数强化的提速效果评价

X、Y井是部署在塔里木盆地顺北油田的2口勘探井,X井为钻井参数强化试验井,X井较Y井在实钻中更好地执行了钻井参数强化措施,三开5600~7500 m井段X井机械钻速较Y井提高了119%。对比分析,X井通过配置压力级别更高的地面设备,实钻实现了更高的排量和泵压,X、Y井的钻头冲击力分别为0.73~1.02 kN、0.61~0.85 kN,钻头水功率分别为6.79~11.38 kW、5.37~8.79 kW,机械比能为0.23~2.15 MPa、0.52~3.5 MPa。钻井参数强化的实验过程中,X井获得了更高的井底机械能量与水力能量以及更理想的破岩环境,其机械钻速明显高于Y井,符合钻井参数强化提速的预期。

基于超长水平井强化参数配套高压泵研究与应用

为了实现涪陵页岩气勘探开发进入第二阶段,满足老区加密井、调整井增多需求,特别是发挥钻井泵这一核心钻井装备功效,通过钻井液密度上限和强化钻井参数需求对循环压耗进行建模,完善了含岩屑床与不含岩屑床时偏心环空压耗模型,计算结果表明需要配套高压钻井泵。焦页2-S3HF井现场试验证明,将35 MPa钻井泵改造成52 MPa钻井泵,满足三开长水平段井平均排量31.4 L/s,最大排量37 L/s。同时该井采用Φ139大尺寸非标钻杆,三开长水平段泵压控制在27 MPa以内,使得该井整体机械钻速较2018年提高18.7%,钻井周期缩短24.5%。

长宁气田水平段钻井参数强化必要性浅析

北美页岩气水平井普遍采用大钻压、大排量、高泵压而钻井速度显著提高,对比可知我国川南地区长宁区块钻井参数偏低,制约钻井提速。以工区参数强化试验井A井的水平段为研究对象,通过对比实钻工艺参数与设计强化钻井参数,开展钻井参数强化执行情况分析及计算,并进行钻井硬件适应性评价。结果表明,实钻中钻压与机械钻速总体呈正相关关系;泵输出功率与泵压、钻头水功率及占比、钻头压降及占比等关键水力破岩能量指标随排量同步增加;现场试验中钻井硬件暴露出本身规格型号不匹配、长期服役硬件老化以及相关易损配件质量未满足要求等问题。结论认为:实钻参数低于设计强化参数导致井底破岩能量不足,进而影响机械钻速不及预期,故强化钻井机械与水力参数是必要的;同时钻井硬件适应性不理想成为限制参数强化的关键因素,应相应进行改造升级,包括优选强力钻头与螺杆、采用非API大水眼钻具及采购高质量泥浆泵易损配件等。

长宁页岩气井水平段钻井参数强化对比评价

A井、B井为部署在长宁气田宁209井区的两口钻井参数强化先导试验井。在水平段前500m井段内A井的机械钻速高于B井,经统计及计算分析可知:A井的钻井液密度更低,较小的井底压差有利于消除钻头处的压持效应及所伴随的岩石强度与塑性增大;A井的钻压、转速更高,两井所对应机械比能分别为0.36~2.82MPa、0.57~3.88MPa;A井的排量、泵压更大,两井的钻头压耗分别为3.02~3.14MPa、2.52~2.92MPa,钻头水功率分别为101.73~107.92kW、73.54~91.75kW。结论认为:在较强的机械破岩参数、水力参数及更低的钻井液密度情况下,A井获得了更高的井底机械能量与水力能量以及更理想的破岩环境,故其水平段的机械钻速高于B井,符合钻井参数强化实现提速的预期。

基于幂强化-理想塑性模型的深埋圆形水工衬砌隧洞弹塑性解

为了求解围岩与衬砌相互作用体系下深埋圆形水工衬砌隧洞的应力和位移,首先假定围岩采用幂强化-理想塑性模型,衬砌采用理想弹性模型,然后考虑渗流影响和主应力顺序,推导了施工期和运行期两种工况下深埋圆形水工衬砌隧洞的弹塑性解,最后探讨了围岩与衬砌渗透系数比、幂强化参数、屈服准则三个参数对塑性区半径、切向应力和位移的影响。研究结果表明:围岩与衬砌渗透系数比对施工期切向应力、施工期和运行期塑性区半径影响非常显著;幂强化参数对施工期、运行期的位移和塑性区半径影响比较显著;不同的屈服准则对施工期、运行期塑性区切向应力和塑性区半径影响比较显著。考虑围岩与衬砌的相互作用更接近于工程实际。

长宁页岩气井215.9mm井眼水力参数强化研究及应用

应用Landmark Wellplan软件,定量研究长宁区块页岩气井Φ215. 9 mm井眼水力参数的强化问题。通过研究完成了以下工作:在双约束条件下,初步确定了排量范围;按照额定排量与钻进排量一致的原则,结合现场装备配置情况,优选了Φ120 mm缸套;充分考虑钻头防冲蚀的问题,以钻头最大比水功率为目标,确定了其最佳排量及最佳喷嘴过流面积。根据现场提速应用效果,给出了工区页岩气井Φ215. 9 mm井眼水力参数强化推荐方案。

浅谈强化钻井参数对现场设备的影响

为进一步提升钻井速度而采用的大钻压、大排量、大扭矩、高泵压、高转速的钻井参数,对设备提出了新考验,分析强化钻井参数对设备的影响,并就提升综合效益提出合理化建议。

考虑渗流影响的幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性新解

合理的强度准则在幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性分析中十分重要。为了得到适合该模型的强度准则,首先对4种常用岩土材料强度准则进行归纳总结,进而得到平面应变统一线性方程;然后考虑渗流影响,推导了幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩处于塑性区、幂强化区时的应力、位移及塑性区半径的统一解;最后探讨了强度理论效应、幂强化参数和孔隙水压力对圆形隧洞围岩弹塑性分析的影响。研究结果表明:圆形隧洞围岩强度理论效应显著,经与有限元分析对比,应推荐使用Mogi-Coulomb准则、统一强度理论(b=1/2,c=0)准则、统一强度理论(b=1,c=0)准则;其次可使用内接圆DP2准则、等面积圆DP4准则,不建议使用内切圆DP3准则、Mohr-Coulomb准则,谨慎使用外接圆DP1准则、统一强度理论(b=1,c=1)准则;幂强化参数中幂强化系数m值对塑性区半径无影响,而塑性区位移随m值减小而增大,围岩塑性区半径和位移均随幂强化指数n值增大而增大;塑性区半径、径向应力和切向应力峰值均随孔隙水压力增大而增大。研究结果可为应变强化效应较强的圆形隧洞围岩支护设计提供重要的理论依据。

激光强化后7050凹槽铝板的残余应力分布规律研究

为了研究激光冲击强化后7050-T7451凹槽铝板残余应力场分布,测量了冲击后凹槽的残余应力分布规律:从凹槽中心到凹槽边缘,残余应力逐渐减小;在凹槽边缘底边处取最小值;然后沿凹槽边缘上升而增大,表面残余应力在凹槽曲面底边处取到最小值。采用ABAQUS有限元软件建立凹槽铝板的三维有限元模型,利用VDLOAD子程序施加载荷,进行数值分析得到了激光喷丸后残余应力分布并与试验测量结果对比,符合较好;然后研究了不同激光参数对凹槽铝板残余应力场的影响规律。结果表明:随着激光功率密度从0.84 GW/cm^2增加到5.29 GW/cm^2,残余应力先减小后增加,激光功率密度为3.06 GW/cm^2时达到最小值-230 MPa;随着光斑直径从4 mm增加到6 mm,残余应力由-214 MPa增加至-30 MPa;随着激光脉宽从10 ns增加到40 ns,残余应力由-21 MPa减小至-288 MPa,残余压应力层深度逐渐增加;表面残余应力的最小值在凹槽曲面处取得。

深层页岩气水平井高效破岩提速技术发展现状

目前,中国已经基本形成了经济开采中浅层页岩气的工程技术体系,正向深层迈进(大于3500 m)。深层页岩气埋藏丰富,开发潜力巨大,但深部岩石高硬度、高塑性及高研磨性等导致的钻速慢、成本高的问题极为突出。为此,介绍了深层页岩气钻井中钻头高效破岩方法及影响因素,主要包含两个方面:1)分析总结了深层页岩气水平井减摩降扭提高钻头破岩动力的高效传送技术;2)分析总结了适用于深层页岩气的强攻击、长寿命钻头和钻齿新技术、提速工具辅助钻头强化破岩参数技术及提速工具钻头一体化参数匹配提速技术,并简要阐述了几种非机械高效破岩新方法,以期为今后实现深层页岩气经济高效勘探开发提供参考。

页岩油气钻机装备配套能力提升研究与认识

国内页岩油气钻井周期长、成本高。为实现页岩油气钻井提速、提效,对我国和北美主要区域页岩油气水平井钻井技术指标进行对比,明确了我国页岩油气钻井技术指标和钻井参数与北美相比存在差距,“强化钻井参数、提升钻机装备配套能力”是缩小差距的有效途径之一。从钻机总体配套原则、钻机电控系统、钻井泵系统、钻井液系统、顶驱和其他设备方面对页岩油气钻机装备配套能力提升进行研究,形成系统的页岩油气钻机设备配套能力提升方案。基于该方案,将国内某主要页岩油产区的14部钻机按是否需要进行设备升级分为三级,并针对需要升级的钻机提出具体升级建议。所得结论可为页岩油气钻机装备配套能力提升,促进页岩油气钻井提速提效提供指导。

正安页岩气水平井优快钻井难点与对策

在正安区域地层特征及已钻井情况分析基础上,阐述了该地区水平井优快钻井技术难题,通过个性化高效PDC钻头、高扭长寿命动力钻具、钻井参数优化技术、减摩降扭工具、近钻头地质导向技术及治漏防塌钻井液技术的研究与优化,提出了针对性的解决方案。通过相关技术的应用,有望进步一提高该区水平井机械钻速、缩短钻井周期,实现优快钻井。

双线盾构隧道近距离下穿城市既有运营双线隧道时空变形规律分析

随着城市轨道交通的快速发展,新建地铁隧道近距离下穿既有运营地铁隧道日渐成为常态。因此,新建盾构隧道近距离下穿既有运营隧道的综合控制技术、施工安全评价及时空变形规律成为当前研究的热点问题。以广州地铁22号线下穿既有地铁3号线为例,采用现场监测、理论分析、数值模拟等方法,重点研究了新建双线盾构隧道分别下穿既有运营双线隧道过程中的时空变形规律,特别是隧道结构、轨顶面等关键位置处的竖向变形规律。首先分析了水平定向钻孔加固范围和土体参数加固影响范围,提出了加固区岩土力学参数增强系数计算方法,确定了加固地层计算参数。然后基于精细化建模,分析了22号线左线下穿3号线时既有运营隧道的时空变形规律及隧道结构内力,并与监测结果进行了对比,对比显示计算结果与监测结果吻合度较高,充分证明了该研究提出的分析方法的可靠性,对下穿既有运营隧道安全评价及施工技术选取具有重要的借鉴意义。

DCE-MRI和CT检查在良恶性骨肿瘤鉴别诊断中的价值对比

目的:探讨动态对比增强磁共振(DCE-MRI)和电子计算机断层扫描(CT)检查在良恶性骨肿瘤鉴别诊断中的价值。方法:选取2016年6月-2020年6月常熟市第二人民医院收治的60例骨肿瘤患者,所有患者均接受DCE-MRI和CT检查,并记录恶性与良性骨肿瘤的DCE-MRI动态强化参数。与手术病理结果的金标准对比,对比DCE-MRI、CT诊断骨肿瘤良恶性的效能。结果:病理检查结果为骨肿瘤良性35例,恶性25例。恶性骨肿瘤的TIC曲线最大上升斜率高于良性,峰值时间短于良性,差异均有统计学意义(P<0.05)。恶性、良性骨肿瘤的正性增强评分、信号增强比率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。CT诊断骨肿瘤结果为良性31例,恶性29例。DCE-MRI诊断骨肿瘤结果为良性33例,恶性27例。CT诊断骨肿瘤良恶性的灵敏度为88.00%,特异度为80.00%,与病理结果对比的Kappa值为0.665,一致性较好(P<0.05);DCE-MRI诊断骨肿瘤良恶性的灵敏度为92.00%,特异度为88.57%,与病理结果对比的Kappa值为0.797,一致性较好(P<0.05)。结论:DCE-MRI和CT鉴别诊断良恶性骨肿瘤的灵敏度、特异度相当,但DCE-MRI与病理结果对比的一致性更高,总体诊断价值较好。

RC异形柱框架节点数值分析

利用ABAQUS软件对RC异形柱框架节点进行数值分析,假定钢筋和混凝土之间存在有效粘结,建立"拉伸强化(Tension Stiffening)"模型来考虑裂缝之间混凝土和钢筋的约束关系,通过变化"拉伸强化参数"来研究T形、L形、十字形柱节点的受力情况,获得三种类型柱节点的强化参数建议值,为同类型的异形柱模拟方法提供一定的理论基础。

国产钢材LYP225的低周疲劳试验研究

目前,对于低屈服点钢材的低周疲劳性能试验的研究不多。对两组不同尺寸的国产低屈服点LYP225钢材进行低周循环加载试验,研究其循环骨架曲线、滞回环特点、低周疲劳寿命等特性;同时探讨长细比对低屈服点钢材疲劳寿命的影响。通过Ramberg-Osgood模型对不同应变幅加载下的滞回环进行拟合,得出钢材循环骨架曲线;通过Coffin-Manson模型拟合得到钢材的低周疲劳寿命S-N(应变-寿命)曲线;通过试验数据确立了混合强化参数并将其输入ABAQUS软件中,所得结果能很好地模拟LYP225钢材的滞回曲线。试验结果表明:国产LYP225钢材滞回环饱满,表现出良好的延性,低周疲劳特性好于国外相同试样尺寸的同等级钢材;国产LYP225钢材低周疲劳寿命受试样长细比的影响较大,相同应变幅下,长细比越大其低周疲劳寿命越低;通过试验数据拟合得到的强化参数可用于构件在整体结构中的地震反应分析。

页岩水平井一趟钻应用案例分析及启示

贝克休斯公司2017年在美国怀俄明州DJ盆地仅用3.5d就成功完钻一口5405m深的页岩水平井。分析该井的成功经验,包括优化井身结构、应用高效钻头、造斜段和水平段改用油基钻井液、应用高造斜率旋转导向钻井系统、强化参数钻井、远程决策中心等。美国在页岩水平井钻井中,单井段一趟钻已成为常态,双井段一趟钻推广应用,多井段一趟钻持续增加,由此促进了钻井周期大幅缩短、钻井成本大幅下降。一趟钻是一项系统工程,也是水平井提速降本的牛鼻子工程。我国在一趟钻技术应用上与美国相比还存在一定差距,今后应充分认识一趟钻的必要性和可能性,加大推广应用力度,在技术和管理上要优化钻井方案设计、应用优质高效钻头、出台推广和激励办法、建立信息共享平台、推广并升级远程决策支持中心,以促进页岩气规模效益开发。

苏里格气田小井眼定向井快速钻井技术

针对苏里格气田大位移小井眼定向井钻井过程中存在的携砂困难、电测成功率低、钻头泥包等技术难题,通过优化井身结构、优化剖面、优选钻头及大功率螺杆,采用钻井大数据分析,探索出一套快速钻进技术,成功实现了最大位移1440 m、位垂比近0.5小井眼钻井现场施工。该技术的钻井速度比常规井的钻井速度略有提高,米进尺费用比常规井米进尺费用下降12.5%,岩屑减少约48%,生态效益和降本增效成果显著。该技术的成功应用对油田该类井的降本增效具有推广意义。

金华—秋林区块沙溪庙组致密砂岩钻井提速技术

针对金华—秋林区块沙溪庙组致密砂岩钻完井过程中轨迹调整频繁、定向托压严重、制约钻井提速的问题,提出了致密砂岩地层高效钻井技术,并论述了该方法的特点及施工流程。金华—秋林区块以砂岩和泥岩互层为主,在分析岩性变化小的基础上,结合钻井参数强化技术、配套工具组合优选原则和具体实例,给出了多种工艺参数设计方法和实施步骤,对复杂地层进行交叉使用。现场应用效果表明,基于致密气钻井提速模板,一开和二开的钻井周期分别缩短49.2%、45.2%,提速增效效果显著;全井平均机械钻速提升57.1%,平均钻井周期减少46.4%~49.7%。该研究结果可以为致密砂岩地层高效钻井提供参考。