250MPa超高压磨料射流井下内切割技术

海上油气生产设施弃置需要配置高效、安全环保的切割处理技术及设备,高压磨料射流井下切割技术用于海上弃井作业优势明显。阐述了国内外磨料射流切割技术在海洋油气生产设施弃置领域的应用与发展现状,对比分析了国内外磨料射流井下切割设备及其性能参数,介绍了国内现有低压与250 MPa超高压磨料射流井下内切割核心技术及配套设备。现场应用结果表明,低压与超高压250 MPa磨料射流井下内切割技术及设备满足作业要求。

超高压磨料水射流切割质量的实验研究

对磨料水射流切割断面的形貌特征及其形成机理进行了分析。针对国产AWJ切割系统的特点,实 验研究了系统主要参数对几种常用材料切割质量的影响规律。分析了塑性和脆性材料的切割断面 特点,为实际的工艺参数选择提供了可靠依据。

超高压磨料射流破碎切割实验研究

利用 30 0 MPa超高压射流切割实验系统 ,针对影响高压磨料水射流切割破碎效果的不同因素 ,对不同性质的材料进行了后混合磨料射流切割实验研究。实验表明 :射流的驱动泵压与切割效果成正比 ,随磨料直径减小 ,切割深度增加。喷嘴横移速度和喷距增加将导致切割深度降低。高聚物聚丙烯酰胺添加剂会导致超高压后混合磨料水射流切割效果的降低。对大理石、花岗岩和标准铝板等材料的实验表明无空隙材料的切割深度低于有空隙材料。

超高压磨料射流切割喷嘴装置研制及其应用

通过对水射流中磨粒粒子运动形式的分析,认为结构设计参数主要是磨料射流内部靶距和磨料混合管长度,试验结果表明内部靶距为12mm,混合管长度为50mm切割效果较好,据此设计并研制磨粉射流切割喷嘴装置.并验证了设计的合理性.

淹没状态下超高压磨料水射流切割实验研究

利用水射流切割实验系统，在80-240MPa压力范围内对完全淹没状态下磨料水射流切割岩石的性能进行了实验研究．通过实验及数据分析得出了磨料粒径、质量流量、射流压力、靶距及切割横移速度等参数对射流切割性能的影响规律．结果表明，在实验给出的工况条件下，磨料流量存在最佳值，在一定范围内切割深度随磨料流量的增加而增加，当磨料流量达到一定值后，切割深度随流量的增加反而下降；切割深度与射流压力基本呈线性增长关系；随着靶距的增大，切割深度逐渐减小；切割深度随切割速度的增加呈指数衰减趋势．

超高压磨料射流两用型切割执行机构结构设计

高压磨料射流切割作为新兴切割技术高效、环保优势明显,该技术在国内石油工业的应用中尚处于起步阶段。为满足油田大尺寸管柱结构物外切割作业需求,基于SOLIDWORKS软件设计出超高压磨料射流外切割执行机构。超高压磨料射流两用型外切割执行机构是配合目前国内250 MPa前混式超高压磨料射流切割较为新型的执行机构之一,具有整机结构紧凑、外型美观、操作简单等优点。整体设计的主要组成结构包括:动力传动系统、轨道系统、夹持系统和辅助调节系统四部分组成。主要设计计算内容是对250 MPa超高压磨料射流切割设备进行分析,了解不同压力等级下磨料射流切割设备的结构以及特点,制定设计方案,确定传动方案,通过轨道爬行整体设计计算,完成传动系统设计、机架设计和总体设计,并完成总装图及零部件图。所设计的执行机构在不同工况条件下运动平稳,性能可靠,适用于切割直径大于1.5 m的管柱结构物。基于上述研究成果,自主研制的执行机构现场切割管柱试验取得成功。

超高压磨料水射流打孔孔深预测模型研究

根据磨料水射流设备的性能和特点,结合磨料水射流理论知识,联系磨料水射流主要的工艺参数,运用量纲分析法,针对磨料水射流打孔应用,建立了磨料水射流打孔孔深预测模型,并通过实验验证了模型的正确性.实验表明,靶距在3～10 mm进行孔加工为宜,且在此条件下,孔深预测值与实验值之间的最大误差小于10％,在磨料水射流打孔的工程应用中有一定的应用意义.

超高压磨料射流喷嘴流场分析及结构优化

为得到超高压喷嘴的最佳射流特性,提高磨料射流切割设备的作业效率,基于两相流理论研究了流体和磨料颗粒在喷嘴收缩段和圆柱段内加速的理论计算方法,同时利用计算流体力学软件FLUENT对喷嘴内外射流特性进行仿真分析,研究喷嘴内、外速度和压力场分布情况,并对比理论计算与仿真结果。在此基础上,研究收缩段角度和圆柱段长度对喷嘴内、外射流特性的影响,确定喷嘴内部最优结构尺寸范围。研究结果表明:对于入口直径8 mm、出口直径1 mm的喷嘴,圆柱段长度范围宜选取3035 mm,收缩角范围宜选取12°13°。所得结论可为超高压磨料射流喷嘴的设计及现场应用提供参考。

超高压前混合磨料射流切割煤层气弃井套管数值模拟研究

针对煤层气开采过程中需对弃井套管进行清除处理问题,基于磨料水射流技术,提出应用超高压前混合磨料射流技术解决此问题,探究其在淹没环境中对射流效果的影响,基于FLUENT软件分析探究喷嘴直径、磨料浓度、射流压力等参数的改变对射流的影响。分析结果表明:在淹没环境中,射流动压值随喷嘴直径增大而增大,势流核长度随喷嘴直径增大而增长且射流延展性更好;磨料浓度增大会小幅度导致射流势流核延展长度增长;在正常的射流压力内,可达到稳定切割套管的效果。

基于超高压磨料水射流的材料铣削加工技术及试验研究

超高压磨料水射流因具有冲蚀材料的能力而被广泛用于水切割用途,为了将传统超高压磨料水切割技术转变为控制切削深度的超高压磨料水射流铣削技术,探索了磨料水射流铣削材料型槽的技术原理和关键控制因素,介绍了磨料水射流铣削加工试验装置和以扇形结构磨料喷嘴组成铣削刀头的研制情况,开展了不锈钢及陶瓷材料的型槽铣削加工试验,分析了磨料水射流铣削关键工况参数对材料型槽铣削深度的影响规律。结果表明,铣削刀头形成260~400 MPa压力的扇形磨料射流,并以500~1000 mm/min横移速度相对于材料工件重复循环移动,可以实现特殊型槽的磨料水射流铣削成型技术应用。

超高压磨料射流切割工具的设计

高压磨料射流切割技术用于国内海上油气田生产设施弃置作业优势明显。依托公司现有的超高压磨料射流切割技术,自主研制一种不需采用高压旋转动密封的超高压磨料射流切割工具。工具结构简单,性能稳定。经现场试验,工具可以顺利完成多层套管的切割。

数控超高压水射流切割技术的特点及其应用

超高压水射流技术是符合绿色制造概念的一种新型技术,是集泵、阀、密封、液压、自动化控制为一体的综合性新技术、新工艺。超高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统的切割方式难以比拟的优点。本文论述了数控超高压水射流切割机的基本工作原理、水射流切割的加工形式和水射流切割机床的组成,阐述了数控超高压水射流切割机的加工特点及其应用领域,并对超高压水射流切割技术发展趋势进行了展望。

增压器式超高压水射流切割机产品化体会及展望

作为我国高压水射流切割机的第一个产品即“大地水刀”，已进入市场两年多了。笔者以此为背景，介绍增压器式水切割机的超高压发生器及切割部分；讨论其主要部件、零件结构设计及关键技术。尤其在产业化中，对高压缸体疲劳寿命和高压动密封可靠性等问题解决方案作深入探讨；给出在相关技术方面近期的发展。最后，结合我国水切割机技术的提高和推广，提出初步的看法和建议。

超高压水射流技术及其应用

本文介绍了超高压水射流技术的原理、技术特点及工艺参数的选择。

纤维缠绕超高压容器承载特性研究

为分析传统材料超高压压力容器笨重的缺陷,提出纤维缠绕超高压前混合磨料罐的设计方式。通过网格理论设计方法分析筒身段和封头段纤维铺层力学特性,计算出磨料罐筒身段及封头段缠绕纤维厚度及缠绕角。通过solidworks软件建立磨料罐三维模型,运用ANSYS软件对纤维缠绕超高压前混合磨料罐的有限元进行分析,分析其纤维铺层的主要应力、应变情况。优化磨料罐上罐口结构,并与传统结构磨料罐的结果进行对比分析。结果表明:相比于传统合金钢制成的超高压磨料罐,纤维缠绕超高压前混合磨料罐的质量减轻一半以上,提升了前混合磨料射流装置的便携性;优化上罐口结构后,纤维铺层的应力、应变数值变化更加稳定。

海上清洁切割核心技术——高压磨料射流切割喷嘴研究

为实现海上废弃结构物的安全高效切割回收,保障海上丝绸之路战略构想的顺利实施,同时做大做强中海油海上清洁环保切割技术服务产业,针对公司现有的磨料射流切割技术,通过理论研究与试验测试的方法,设计并自主研制高压磨料射流切割喷嘴,重点解决了喷嘴内部磨料加速受力研究、喷嘴结构型式优选及内部流道设计、喷嘴选材及烧结工艺优选等关键技术。最终,研发出高性能纳米级耐磨喷嘴并成功完成了现场切割应用,该成果显著提高了中海油海上结构物弃置作业效率和整体技术服务水平。

切割参数对超高压磨料水射流割岩深度影响的试验研究

文章针对煤矿井下超高压磨料水射流切顶卸压过程中切割参数对割岩深度影响不明的问题,采用自行研发的超高压混合磨料水射流切割装置,以沙区二号煤矿4号煤顶板中的石灰岩为靶件材料,分别研究了射流靶距、切割角度及射流压力等关键切割参数对割岩深度的影响规律。结果表明:随着射流靶距的增大,割岩深度先增大后减小;当射流靶距为6mm时,割岩深度达到最大值143mm。切割角度与割岩深度的关系曲线近似呈“M”型变化,随着切割角度的增大割岩深度先增后减再增再减,并在80°时达到割岩深度的最大值。随射流压力的增大,割岩深度近似线性增加,说明系统压力越大越有利于超高压磨料水射流破岩卸压。研究结果为超高压磨料水射割岩参数的合理选取提供了理论依据。

超高压磨料水射流切割技术在LNG船泵塔基座加工的应用

文章将超高压磨料水射流切割方式应用于LNG船泵塔基座的实际加工中．通过切割参数的分析和选择，设定适合于LNG船泵塔加工需要的切割条件，并对切割成本进行了分析对比，得出了满足LNG船泵塔基座加工要求、切割质量最优、成本最低的切割方案。文章设计了超高压磨料水射流切割性能的试验，通过使用不同聚焦管直径的喷嘴以及变化磨料浓度，进行多次试验后，得出磨料水射流切割性能与相关切割参数的关系和规律。

磨粒水射流除锈的探讨

介绍超高压水射流的基本原理，对纯水和磨粒水射流除锈进行分析、比较，探讨磨粒水射流除锈装置的功率、喷嘴直径和压力之间关系及研究磨粒水射流除锈应解决的问题。

钢材除锈的近况

介绍世界各国钢材除锈标准,尤其是瑞典的SIS 055900、美国的SSPC标准及其相互关系,国外常用的除锈方法,包括干法除锈清理、超高压的水射流、夹以磨料的超高压的水射流等以及除锈设备和特点,分析了我国钢材除锈的现状。