钻井液冷却装置技术发展现状及展望

随着国内油气钻井向着万米深井开发,钻井过程中井底温度越来越高,因此需要对钻井液降温冷却以保护井下工具仪器。而国内钻井液冷却装置普遍存在设备超大、超高以及设备冷却降温幅度不大的现状。本文从介绍国外钻井液冷却装置技术现状出发,阐述了国外钻井液冷却装置技术现状;同时结合国内钻井工况,重点分析了国内自然冷却、开式冷却、闭式冷却和强制冷却4种钻井液冷却装置的工作原理、优缺点和适应范围。结合国内钻井技术发展现状,为保障冷却装置降温效果,结合道路运输和环保要求,分析了冷却装置降温机理研究、工程适应性、应用局限性和装置可靠性等关键技术难题,提出了冷却装置技术研发思路,为开发研制适应性强、可靠性高和冷却效果显著的装置提供参考。

基于组合赋权的压裂作业人因失误概率研究

压裂作业强度大,环境恶劣,长时间枯燥的作业容易诱发人因失误,造成事故,分析压裂现场人因可靠性对于提升压裂作业的安全和效率具有重要意义。在考虑压裂现场情境因素影响基础上,提出了一种组合赋权模糊人因可靠性分析方法,用以评估压裂现场人因失误概率。首先,通过对压裂现场的调研分析,结合压裂作业情境环境特点,基于认知可靠性与失误分析方法(CREAM)建立了适用于评估压裂作业的一级共同绩效条件CPC 8个,二级CPC因子评估指标36个。其次,根据实际工况中各CPC对人的绩效可靠性的影响程度不同,提出以差异系数法确定线性组合系数,基于序关系法与熵权法对各项评估指标进行主客观线性组合赋权。最后,利用本文方法分析四川某页岩气压裂作业现场人因失误概率,结果表明,较一般模糊CREAM方法,在不同情境环境下,随着情境环境水平的下降,组合赋权模糊CREAM方法对CPC评价数据敏感度更高,人因失误概率增加,并且变化速率加快,这与现场实际工况一致,为压裂现场的人因可靠性分析和人因失误概率量化结果优化提供了参考。

关于智能制造技术研究现状及未来趋势的探讨

我国要想走向制造强国的发展道路,就必须大力发展智能制造技术。本文主要对智能制造关键技术实现的相关研究进行综述,从智能制造技术背景、关键智能制造技术等几个方面进行阐述,同时也针对未来我国智能制造发展技术研究重点给出了建议,希望能够对我国未来良好把握智能制造技术的发展提供借鉴。

钻井泵十字头表面耐磨性增强技术及对比分析

钻井泵的十字头易磨损失效,目前主要采用表面改性技术来提高其耐磨性能。针对巴氏合金浇注、电弧喷涂、等离子喷焊和高速激光熔覆4种表面改性技术,从磨损机理、涂层结合强度、涂层材料及质量等技术角度对其进行对比分析。分析结果可为钻井泵十字头的表面耐磨技术评价体系建立及其应用提供参考。

基于工艺对象的扶管机器人多轴同步技术研究

分析电动扶管机器人的作业工况和功能需求,基于工艺对象创建运动机构模型,依托运动机构模型开展多轴同步控制技术研究,研发多轴伺服驱动控制系统,实现扶管机器人多关节的绝对同步控制。样机制造和现场试验表明,电动扶管机器人能够完成复杂的运动轨迹和作业流程,实现多轴同步控制目标,在国内石油行业管柱自动化领域率先突破六轴同步控制技术,填补行业空白,提高管柱自动化设备自动化和智能化水平。

深水油气装备材料应力腐蚀开裂敏感性研究

海洋深水油气装备长期工作在海水环境中,由于海水和高压的双重作用,电化学腐蚀中应力腐蚀开裂成为装备最主要的腐蚀失效形式之一。以深水油气装备材料为载体,基于慢应变速率拉伸的试验方法,进行水下材料应力腐蚀开裂试验研究。根据水下油气装备材料环境,采用“环境+电位模拟+材料”比对的方式,综合评判对比,利用试验数据优选材料为海洋油气装备防腐技术发展提供了支持。

海洋钻井隔水管张紧环上壳体焊接工艺研究

为解决海洋钻井隔水管张紧环上壳体整体锻造加工技术难题,张紧环上壳体以焊接件代替整体锻件。上壳体为大厚度钢板焊接结构,采用T型接头、K形坡口、CJP焊缝等方式。通过分析上壳体的具体结构,合理设计上壳体的焊接顺序;采用带限位板接头的试板,开展焊接工艺评定试验,试验结果符合设计要求。研制出的海洋隔水管张紧环上壳体能够为相关海洋水下装备复杂结构零件的“以焊代锻”工艺提供参考。

深水钻井隔水管在海洋动态载荷下的密封试验技术研究

对深海钻井隔水管的密封问题进行研究,此种密封问题的研究在国内外尚属首次,对相关的试验方法进行了研究探索。通过建立力学模型、ANSYS仿真计算,对现有情况下隔水管的密封性能进行了分析,可以获得主管与边管疲劳寿命的大至关系,并计算出在各种可能情况下运用弯曲共振试验原理所需的数据。为现实试验提供理论依据,在国产深海钻井隔水管的质量提升方面具有非常重大的意义。

增材制造技术在油气装备制造业的应用现状与展望

增材制造技术是一种能够快速实现数字模型实体制造的先进制造技术,在复杂小批量零件生产方面具有优势,已经在制造业中得到广泛应用。介绍了增材制造技术的分类,分析了增材制造技术在油气装备制造业中的应用现状,并对未来发展进行了展望。

宝鸡石油机械公司绿色制造实践总结与思考

论述了绿色制造的模式和特点,从绿色材料、绿色设计、绿色工艺、绿色再制造、标准等方面对宝鸡石油机械公司的绿色制造实践进行了总结,并对存在的问题提出思考。

基于真实结构的多孔铝缓冲吸能研究

基于真实结构的多孔铝材料,提出了随机胞孔投放算法与材料属性识别算法,并根据结构特点建立了具有随机胞孔大小、随机胞孔分布及随机壁厚的数值计算模型。利用现有实验数据对数值计算模型进行了准静态压缩及动态压缩验证,然后分析了冲击速度、胞孔随机分布、均匀壁厚和随机壁厚对闭孔多孔铝材料缓冲吸能的影响。结果表明,所建立三维细观模型在准静态及动态压缩下的结果与实验数据趋势一致,在准静态下空气对闭孔多孔铝的力学性能影响可忽略。闭孔多孔铝的缓冲吸能能力受冲击速度和壁厚的影响较明显,受胞孔随机分布的影响很小。

Ni60/WC涂层表面圆凹坑皮秒激光加工关键参数研究

目的优化激光路径填充方式以减少皮秒加工圆凹坑底部的堆积现象,并探究基于该激光路径填充方式的皮秒激光关键参数对Ni60/WC涂层表面圆形凹坑形貌参数的影响规律。方法采用搭建的紫外皮秒激光微加工平台在Ni60/WC涂层表面加工预先规划的直径为230μm的圆凹坑,通过白光干涉仪测试加工所得圆凹坑的整体三维形貌对圆凹坑底部形貌进行表征。采用同心圆网格复合激光路径填充方式对圆凹坑底部堆积现象进行优化,并通过单因素法分析该路径下皮秒激光关键参数,即加工功率、扫描次数、扫描速度对圆形凹坑深度、直径和圆度系数的影响规律。结果通过优化的同心圆网格复合激光路径填充方式加工所得圆凹坑材料去除体积为7.59×106μm3,轮廓算术平均高度为21.37μm,对比原始的网格激光路径填充方式,加工的圆凹坑底部无明显堆积;基于此激光路径填充方式,在测试工艺参数范围内,圆凹坑深度、直径和圆度系数随激光功率的增大呈二次函数增大;随着扫描速度的增大,圆凹坑深度、直径呈线性减小,圆度系数呈线性增大;圆凹坑深度、直径和圆度系数随扫描次数的增加均呈线性增大。结论同心圆网格复合激光路径填充方式可以有效改善Ni60/WC涂层表面皮秒加工圆凹坑底部堆积现象,针对直径(230±5)μm、深度(30±5)μm的圆凹坑,优选出的皮秒激光加工参数范围为:激光功率6~7 W,扫描速度6000~8000 mm/s,扫描次数1~2次。

大变形软材料接触摩擦的在线测试装备与技术分析

我国高档密封件与液压件产品几乎全部依赖进口,国家重大技术装备及国防装备等配套零部件行业的许多问题与摩擦学有十分重要的关系,基础件摩擦学又是国际上的研究热点与发达国家的竞争高地.在本文中阐述了国内外关键机械零部件的接触界面原位在线测试的研究进展,及其在大变形软材料密封系统中的应用,综述了摩擦润滑中迁移状态实时在线观测技术、聚合物密封界面在线观测技术和国内在摩擦过程的微区域原位研究等进展,还分析了特殊与极端工况条件下大变形聚合物密封的性能测试、可靠性寿命分析以及多工况联合测试的技术进展,分析和讨论了高性能密封件行业的基础共性难题,最后进行了总结与展望.

丝扣油喷油器的设计与研究

在铁钻工上配置丝扣油喷油器,可在铁钻工上扣之前对管柱接头螺纹喷涂丝扣油,以替代传统由人工操作方式进行涂抹丝扣油。针对使用工况,设计了采用油气联合控制的丝扣油喷油器结构,为了分析影响丝扣油喷涂效果的喷嘴结构、工况等相关因素,建立了基于离散相的喷嘴三维流体有限元仿真模型,并进行了喷涂效果仿真分析。分析结果表明,喷嘴的进油口孔径为2 mm,油口长度11.5 mm,进气孔径1.6 mm,进气孔倾斜度10°,均匀设置6个进气口时,喷涂效果最好,为喷嘴的优选结构参数;基于以上结构参数所研制的丝扣油喷油器现场使用效果良好,满足作业现场对丝扣油喷油器结构可靠、体积小、质量轻,喷涂均匀的要求。

水下采油树用闸阀和驱动器试验技术研究

介绍了水下采油树用闸阀和驱动器试验所遵循的主要标准要求。分析了工厂验收试验、外压试验、PR2F试验和耐久性试验的方法及相关试验设备,并就试验过程中阀杆密封、闸板阀座密封、复位弹簧等关键部件可能出现的问题进行分析。可为水下闸阀及驱动器的试验提供参考。

一种基于振动分析的钻井泵故障诊断方法

介绍一种振动分析方法在钻井泵上的实际应用方案。采用压电式振动加速度传感器采集泥浆泵振动数据,经采集板卡频谱变换后输出时域波形、频域波形、包络谱波形和一系列特征值,边缘计算网关进行数据初步处理提取各故障敏感特征,特征量上传平台后触发告警规则,实现实时数据的智能诊断。积累足够数据后,根据大量案例数据统计分析建模,实现钻井泵的准确监测和状态预测。

伸缩臂式卡盘单面窄间隙埋弧焊工艺技术研究

海洋隔水管卡盘是海洋隔水管系统重要的辅助装置。它的基体是大厚度钢板焊接结构,焊缝为角接接头的CJP (接头全部熔透)。通过分析对比,提出采用单面窄间隙J形坡口埋弧焊的焊接方法、免清根的焊接工艺,并选用焊评试验合理的焊接参数一次完成焊接生产,成功研制出海洋隔水管卡盘。

专利视角下石油钻机技术分析与对策研究

石油钻机是油气勘探开发作业中的主要钻井装备,专利是最直接反映科技发展水平、行业技术路径及最新动态的情报文献。通过对近十年来石油钻机技术领域内的专利申请量、地域分布、申请人排名、分类构成,以及核心专利等信息进行统计分析,揭示出当前石油钻机领域内专利活动所具有的特点:行业整体技术创新能力提高,知识产权保护意识增强,海外专利布局意识不强,校企协同创新力度不足,高端装备技术创新程度不够。在此基础.上,有针对性地提出对策建议,包括重视海外专利布局、组建专利联盟、产学研用协同创新、装备技术与信息技术深度融合发展、开发应用节能技术等。

深海水下闸阀和驱动器密封可靠性研究

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提升该产品性能和国产化开发提供技术指导。

钻井隔水管主管环缝焊接工艺研究

为了研究X80海洋钻井隔水管单根主管环缝焊接工艺,在对隔水管单根主管材料、使用工况、焊接方法分析的基础上,确定了X80隔水管的环缝焊接材料及焊接工艺,即选用Lincoln焊接材料,全自动TIG焊打底,单丝SAW焊填充、盖面,并通过拉伸、侧弯、冲击、疲劳和裂纹尖端张开位移等焊接工艺评定试验,验证了X80隔水管单根主管环缝焊接方法、焊材、工艺参数等焊接工艺的合理性。应用该焊接工艺,研发出法兰式、快捷式两类长度15.24 m(50 ft)的隔水管单根主管。