基于有限元仿真技术的超大通径悬挂器的研制与应用

常规悬挂器由于通径小无法胜任膨胀筛管完井作业,并会给后续作业带来更大的风险。针对此问题,研制出一种径厚比超过8的超大通径悬挂器,将主体坐封、坐挂、下入传扭、丢手等功能结构全部集成到服务工具中。首先介绍了超大通径悬挂器的结构特点和工作原理,并对核心零部件胶筒进行了有限元分析,然后制造了悬挂器样机,开展了悬挂器的多项性能测试。分析和实验结果表明:防液锁球座密封性能良好;悬挂器坐挂、胀封、丢手动作顺畅,与设计预期相符;悬挂器的胶筒承压大于25 MPa;卡瓦以及基管等结构件可承受50 t悬挂力载荷;其性能指标满足膨胀筛管现场施工使用要求。

运营地铁高架车站更新改造关键技术应用研究

城市轨道交通高架车站随着运营年限的增加已开始进入大修期,运营地铁高架车站更新改造因施工时间和空间的限制,对施工工艺和工法提出了新的挑战。以上海市轨道交通9号线洞泾站、6号线五洲大道站和五莲路站改造项目为例,介绍了铝镁锰板直立锁边系统屋面、非渗油蠕变橡胶密封膏防水体系、PC板混凝土外墙面和综合支吊架技术等工艺在运营地铁更新改造中的适用性和工艺改进研究,可为今后运营地铁高架车站更新改造提供参考。

膨胀尾管悬挂器研究及应用

常规尾管悬挂器由于密封性能差、内通径小等问题很难满足生产需要,为此,对悬挂及密封材料、液压及机械相结合的膨胀机构、膨胀方式、爆破盘等关键技术进行了研究,研制了膨胀尾管悬挂器。介绍了其结构和工作原理,阐述了其技术优点:该技术把膨胀套管技术应用到尾管完井领域,密封悬挂机构采用高强度橡胶材料,膨胀方式采用液压和机械相结合、由上至下的膨胀方式,设计了爆破盘。为检验膨胀尾管悬挂器的性能指标,进行了膨胀尾管悬挂器室内试验,验证了膨胀尾管悬挂器的基本性能。在王102-侧54井进行了侧钻井现场试验,悬挂?95 mm尾管901.67 m。膨胀尾管悬挂器集尾管悬挂器及上封隔器于一身,有效解决了尾管头漏失问题,且悬挂密封可靠,内通径远大于尾管内径,是尾管完井技术的最新发展方向。

国外深井尾管悬挂器技术研究新进展

跟踪调研了国外深井和复杂井尾管悬挂器技术研究进展情况,对国外7种新型尾管悬挂嚣,包括flex- lock尾管悬挂器、液压丢手式尾管悬挂器、封隔式尾管悬挂器、旋转式尾管悬挂器、内藏卡瓦式尾管悬挂器、多功能尾管悬挂器系统、尾管多胶塞系统进行了介绍和分析,使我们对国外尾管悬挂器的结构、性能特点及优缺点有一个系统的认识,为我国今后尾管悬挂器的研制、改进和创新提供了参考。

尾管顶部封隔器密封元件的设计计算与有限元分析

密封元件是封隔式尾管悬挂器的核心部件,其性能好坏直接影响到整套工具的作用效果。对封隔式尾管 悬挂器的核心元件——胶筒进行了分析研究,通过理论分析计算出了胶筒坐封后的接触应力、坐封力,分析了影响密 封元件接触应力和坐封力的因素。建立了胶筒几何模型,并应用ANSYS软件对密封元件进行了有限元分析,得出了 胶筒胀封时的应力云图,为封隔式尾管悬挂器密封元件的设计提供了依据。

完井修井膨胀悬挂器的研制与应用

针对常规尾管悬挂器的不足,开发出膨胀悬挂器技术。该技术采用了钢管膨胀及高强度橡胶材料作为密封悬挂机构,没有卡瓦机构,集尾管悬挂器及封隔器于一身,解决了尾管头漏失的问题,且内通径远大于尾管内径,相对于常规尾管悬挂器具有诸多的技术优势,是尾管完井技术的最新发展方向。对膨胀悬挂器的膨胀过程进行了有限元分析,对摩擦系数与膨胀压力的关系进行了研究,得出了膨胀压力与摩擦系数的数学表达式。橡胶筒所能提供的悬挂力大小是衡量膨胀悬挂器性能的一个重要指标,对膨胀压缩后的密封橡胶筒所能提供的悬挂力进行了力学计算;对膨胀悬挂器的工作原理及技术特点进行了论述,介绍了膨胀悬挂器尾管完井技术、膨胀悬挂器悬挂小套管修井技术和膨胀管外封隔器悬挂小套管修井技术的技术优势。在永3-侧87、义11-47等21口井对膨胀悬挂器技术进行了现场应用。

膨胀式尾管悬挂器在长段套损井补贴中的应用

华北、辽河、长庆等油田的某些长段套损井甚至全井套管腐蚀井,修复套损技术难度较大,成本较高。开发了膨胀管悬挂小套管二次完井技术,利用膨胀管悬挂器悬挂长段小套管+管外自膨胀封隔器完井;在常规5(1/2)″套管井眼中新增一层套管结构。研制了胀锥锁紧装置,避免了未完成固井即完成悬挂的问题。通过室内试验对膨胀式尾管悬挂器膨胀性能、密封性能、悬挂性能、膨胀管+遇水膨胀橡胶膨胀后密封性能以及配套工具进行检验,结果满足现场试验要求。该技术目前已在华北、长庆等油田应用多口井,应用效果良好。

影响膨胀尾管悬挂器悬挂力的因素分析

为了提高膨胀尾管悬挂器的悬挂力,根据其悬挂机理,从膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率、膨胀后膨胀本体的回弹、橡胶筒结构和外层套管内径偏差等方面分析了影响悬挂器悬挂力的关键因素。分析结果认为,膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率增大时,悬挂器悬挂力增大,但本体发生膨胀变形所需要的膨胀力随之剧增;增加本体外壁橡胶筒长度能增大悬挂器悬挂力,膨胀力基本不变。建议开展回弹对膨胀尾管悬挂器悬挂力影响因素分析及相应对策研究,同时进行金属接触与橡胶条件下悬挂器悬挂力与密封问题的研究。

尾管顶部封隔器密封胶筒设计与试验

针对尾管固井作业过程中顶部重叠段容易发生封固失效,导致环空出现油、气、水窜的问题,研制了适用于Ф244.5 mm套管的尾管顶部封隔器。采用组合胶筒结构、防退机构,提高坐封可靠性,通过有限元方法对胶筒坐封过程进行计算并优化设计参数,开展了封隔器密封和耐温性能试验研究。地面试验表明,封隔器在耐温150℃条件下的密封能力达到70 MPa,锁紧力超过1 500 kN。现场应用表明,顶部封隔器完全坐封并通过井口压力测试,实现了对漏失层和高压气藏的有效封隔,解决了尾管固井环空重叠段密封问题。

推土机弹性悬挂行走系统橡胶缓冲块的设计

减轻大功率推土机在使用中来自地面的冲击和振动载荷对行走机构和底盘所造成的不良影响,提出行走机构采用弹性悬挂,用粘弹性阻尼器进行缓冲,介绍了弹性悬挂机构的工作原理,完成了橡胶缓冲块的设计、配料和试验。通过使用证明大大减轻了推土机的冲击和振动。

汽车排气系统吊耳耐久性及隔振性能优化

优化匹配排气系统的波纹管刚度及橡胶吊耳刚度,既能衰减发动机振动激励及路面不平引起的排气系统振动,又能提升橡胶吊耳的耐久性。针对排气系统橡胶吊耳的静载荷分布不均匀及其隔振性能不足的问题,给出了同时提升橡胶吊耳耐久性及其隔振性能稳定性的优化目标,其中包括表征吊耳静载荷分布均匀性的静载荷标准差以及表征排气系统挂钩动反力分布均匀性的动反力最大值标准差。采用多岛遗传算法优化了某车型排气系统波纹管及橡胶吊耳的刚度,优化结果表明橡胶吊耳静载荷和排气系统挂钩动反力最大值的均匀性改善明显,吊耳隔振性能有不同程度的提高。

浅谈民用建筑管道隔振

建筑工程中的管道系统作为介质输送的必备条件,常受到机械振动和流体冲击的双重激励,使之成为隔振设计时不容忽视的重要部分。文章论述了民用建筑冷冻机房内水管路吊挂,落地安装及通风系统中风管吊装时的几种减振降噪做法,包括了经常被忽视的管道穿墙隔振的做法,分别通过添加弹簧减振器、弹簧吊架、橡胶减振垫、橡胶挠性接管、金属软管、波纹管补偿器等减振器材,使得振源通过管道产生振动的传导大大降低,并提出了减振设备在安装时应注意的事项。

尾管悬挂系统在高温、强碱、高盐环境失效分析与改进应用

针对QT-2井高温、强碱、高盐环境造成尾管悬挂器失效问题,分析了尾管悬挂系统在高温、强碱、高盐环境失效原因。并通过铝合金、黄铜、铸铁、13Cr、钢材、P110钢材、橡胶等材质在QT-2井原井泥浆高温滚动试验,进一步认识了高温、强碱、高盐环境对不同材料的腐蚀影响程度,为工具的后续改进应用提供了有力依据。通过采用P110、13Cr、黄铜、耐盐碱腐蚀高温氟橡胶等材质改进了尾管悬挂系统,现场应用证明,改进后的尾管悬挂系统具有很好的抗高温、强碱、高盐腐蚀功能。

管道系统金属橡胶支吊架性能实验研究

管道支吊架是管道系统振动传递的重要途径,针对核动力管道支吊架多为刚性连接的现状,设计了一种金属橡胶支吊架,对多支吊架性能进行了实验分析研究,通过对实验数据的比较与分析,掌握了该型支吊架的力学性能,并通过隔振实验说明该结极对管道振动具有一定的抑制作用,该研究对一回路管道系统的振动控制具有一定的适用性。

浅谈管道隔振

在建筑工程中管道系统作为介质输送的必备条件,虽然管道自身不会产生振动,但是管道在与相关振动设备连接时则变成了传递振动的"振桥",在隔振设计时经常被忽视。本文主要讲述了冷冻机房内水管路吊挂,落地安装及通风系统中风管吊装时的几种减振降噪做法,还包括了经常被大家忽视的管道穿墙隔振的做法,分别通过添加弹簧减振器、弹簧吊架、橡胶减振垫、橡胶挠性接管、金属软管、波纹管补偿器等减振器材,使得振源通过管道产生振动的传导大大降低,并且记述了一些减振设备在安装时应注意的事项。