JGZ97型万米超深井钻机死绳固定器研制与安全性研究

针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性能,三腹板绳轮的强度、安全裕度均满足钻井作业时的安全要求,确定采用三腹板绳轮。实物测试试验中,三腹板绳轮仿真结果与试验结果的最大相对误差为12.95%,综合分析仿真结果与实验结果基本吻合;线性屈曲分析表明,最大死绳拉力作用下的三腹板绳轮临界屈曲载荷为绳轮实际受载的48.8倍,满足结构稳定性要求。研究表明,三腹板绳轮可以解决死绳固定器绳轮存在的问题,可以为万米超深井钻机结构设计提供支持。

海底钻井用铁钻工机械臂的工作安全性分析

随着石油勘探开采逐渐由陆地转向海洋,浅海转向深海、超深海,常规的陆地铁钻工已无法在深水海洋平台直接应用。针对该问题,提出一种新型海底钻井系统配套的铁钻工机械臂结构,运用数值仿真模拟的方法对铁钻工机械臂结构的强度、疲劳强度、刚度、稳定性、抗振性展开安全性分析。研究表明:海底钻井用铁钻工机械臂结构在危险姿态(伸出1.8 m)时的最大von Mises应力为195.45 MPa(小于许用应力[σ]=320 MPa),疲劳强度安全系数n=4.63(大于许用安全系数[n]=2.0);危险姿态下机械臂结构的总弯曲刚度,x、y和z轴方向上的弯曲刚度分别为1.11×10^(10)、1.62×10^(12)、2.43×10^(13)、7.34×10^(10)N·m^(2),符合机械臂结构的刚度要求;机械臂结构的屈曲临界载荷Pcr=915.80 kN,为实际受载的45.79倍,满足结构稳定性要求;随机振动激励作用下机械臂结构有68.23%的概率最大von Mises应力不超过179.77 MPa,满足材料强度安全要求。研究结果验证了新型海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计安全可靠,可为海底钻井用铁钻工机械臂的结构设计提供一定参考。

基于名义应力法与局部应力-应变法的绳轮寿命评估

死绳固定器绳轮在钻井生产实际使用中承受着高强度交变载荷,极易发生疲劳破坏。为准确评估绳轮的疲劳寿命,以JZG18C型死绳固定器为研究对象,结合Goodman等寿命曲线修正的名义应力法和Morrow弹性应力修正的局部应力-应变法,估算死绳固定器绳轮在最大死绳拉力下的疲劳寿命。结果表明:JZG18C型死绳固定器绳轮寿命薄弱位置为传感器支臂过渡圆角处(疲劳寿命安全系数n 1=0.4351),在名义应力法及局部应力-应变法下绳轮薄弱位置处的最小疲劳寿命分别为38194次(3.5年)、37120次(3.4年),2种疲劳寿命评估的理论计算结果与有限元分析得到的疲劳寿命结果分别相差0.38%、2.51%,验证了以名义应力法与局部应力-应变法评估死绳固定器疲劳寿命的可靠性与准确性。

JZG72型偏心式死绳固定器绳轮的力学特性分析

死绳固定器是石油钻机和修井机测量实际大钩载荷信息的基础部件,用于井下钻柱工作状态的监测和诊断。针对死绳固定器在钻井生产实际使用中,绳轮部位易出现损伤和失效的问题,以JZG72型死绳固定器为例,运用工程力学和ANSYS Workbench软件对其进行分析计算,发现轴孔偏心距对绳轮强度的影响较大。采用调整轴孔偏心距的方法,提高绳轮的强度储备和安全性,具有不增加材料的几何尺寸和质量、不需要选用高等级钢材、降低成本等优点。当轴孔偏心距在0~160 mm之间变化,120 mm时绳轮所受最大等效应力最小(239.89 MPa),小于材料Q345E的许用应力,符合安全系数ns取1.4的强度要求。分析发现,当绳轮轴孔偏心距改变时,死绳固定器传感器支臂和绳卡支臂的最大等效应力整体处于安全状态。

基于DSP数字心电图机的设计

介绍12导联数字心电图机研制开发,采用双CPU架构,包括数字信号处理TMS320F206和微控制器AT89C55。该仪器利用数字信号处理器TMS320F206PZ实现实时对心电信号进行滤波和心电参数计算;热敏打印心电图形和检测结果;存储病人的心电数据,心电图形的回放打印,与PC机进行数据通主,建立病人的心电数据库,进一步研究分析。

基于ZigBee的仓库监控系统设计

为了对大型仓库的温湿度、光照、火警和安全情况进行监控,采用无线传感器网络,设计了一种基于ZigBee CC2530的多点数据采集、传输和处理的实时监控系统。该系统首先组成了ZigBee星形网络和ZigBee树形网络,然后在此局域网内,通过VB上位机监控软件和Web查询模式对仓库环境进行了控制和查询实验,实验表明,采用基于ZigBee技术的仓库管理是一个很好的尝试。

基于C8051F021单片机的多通道气体监测仪设计

为了配合出口俄罗斯钻机的需要,基于C8051F201微控制器设计了多通道气体监测仪。该仪器能同时采集4个可燃性气体传感器和4个硫化氢气体传感器的电流信号,采用模块化结构设计,易于扩充,可根据用户需要配置多个参数。各项试验和现场应用表明,设计的多通道气体监测仪对硫化氢气体及其他可燃性气体的监测均达到设计要求,监测结果准确可靠。

井筒中温度场测井响应特征模拟

掌握井下温度分布,对于动态监测注入井或生产井有着重要意义。针对垂直注入井或生产井井筒及周围地层,在合理假设井筒中流体流速变化的基础上,根据连续介质和多孔介质传热,建立了柱坐标下二维油水两相流的温度场数学模型,并应用全隐式格式的有限差分法进行离散与求解。通过编程模拟计算了不同注采参数(如注采速度、注入温度、注采时间等)及地层厚度的井筒温度场分布,模拟结果符合一般认识,该研究为监测油田的注采动态提供了理论基础。

褐铁矿颗粒的CO磁化焙烧还原特性研究

针对包头固阳褐铁矿磁化焙烧过程中含有丰富孔隙结构的特点,采用氮气吸附法在77 K下对-0.074 mm褐铁矿粉进行了吸附-脱附等温线测定,研究了其孔径分布、比表面积等孔结构变化,计算得到其脱水矿的体积比表面积为1.152×108m2/m3。在此基础上,考虑到还原气体浓度、化学反应和孔隙结构变化对褐铁矿颗粒磁化焙烧过程的影响,提出了传热、传质与孔隙变化的耦合动力学模型,以模拟褐铁矿颗粒在773~873 K温度区间下的磁化焙烧过程。通过数值计算得到颗粒在不同温度下的还原度随时间的变化,同时模拟了一氧化碳在颗粒内部的浓度分布变化,颗粒粒度为-74μm,873 K下,CO浓度为10%时,还原度达到1时所需时间为80 s。

基于C8051F060的锚杆检测仪采集卡的设计

随着锚杆现场检测技术的发展,对便携式、小体积、数据处理量大的锚杆检测仪的需求越来越强烈,以前的基于串口通信的锚杆检测仪已经不能满足工程需求。设计了一种基于C8051F060的锚杆检测仪的采集卡,通过C8051F060自身集成的高速A/D进行数据采集,采集卡通过FIFO芯片IDT7204与S3C2410ARM芯片相连接,实现声频应力波信号数据的传输和处理,大大提高了数据处理效率。现场工程实践表明,该设计满足工程要求,具有很好的应用前景。

立式加工中心电气改造

对DECKELFP 4AT立式加工中心严重老化的电气系统进行更新改造,取得了很好的效果。

一种自动叠前偏移速度分析方法的实现和处理

速度分析在叠前偏移处理中非常重要,偏移速度的准确与否直接影响资料成像的精度;自动偏移速度分析软件基于初始偏移速度,对经过前期处理的CRP道集按初始偏移速度的一定百分比进行偏移扫描叠加,得到对应百分比速度的CRP道集和偏移剖面,结合偏移速度扫描自动拾取技术,自动拾取的计算是以成像道集、速度场和层位数据为信息源,以一定的CRP间隔进行,它在层位缺失(局部缺失或不连续)的情况下也可以计算。自动偏移速度分析软件采用Qt开发交互界面,输入成像剖面、速度和层位数据,以速度分析自动拾取为主,可进行交互修改。

半导体照明中结温的电学法测试与优化

基于电学法测试半导体照明的结温,实现了结温测试的电路,采用脉冲调制对LED的瞬态结温值进行测试。实验发现,结温与正向电压的标定系数K值是影响结温测试精度的主要因素,分析了产生误差的主要原因,并对该系数进行修正。测试结果表明:结温的实测值与参考值有良好的一致性,存在误差的原因是采样的延时时间较长,可提高数据采样率和剔除不良数据进行重复测试,以提高结温测试精度。

新型超声波油品密度检测仪的设计研究

本文对超声波进行简单的介绍,并对油品密度检测现状进行阐述与分析,提出存在的问题,并针对此提出一种新型超声波油品密度检测仪的设计方案。

浅谈随钻测量仪的节电设计

随着油田开发进入中后期,对钻井工艺要求越来越高了,常常要打一些定向井,所以油田对随钻测量仪的需求量越来越大,油田需求最多的是无线遥测形式随钻测量仪,我公司对无线随钻测量仪进行开发。在随钻测量仪中而随钻测量仪大多数使用电池来供电,这样一来电池能量的大小就决定了随钻测量仪在井下连续工作的时间。目前大多数使用电池的随钻测量仪在井下连续工作的时间都在150至200小时,如何在不增加电池数量的前提下提高随钻测量仪在井下连续工作的时间就成为我们重点研究的课题,该文介绍在随钻测量仪器中对节电的设计应用。