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基于多自由度系统的深水钻井隔水管紧急解脱反冲响应

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石油学报 2020年第10期41卷 1259-1265页

作者：王宴滨高德利中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

深水钻井隔水管紧急解脱后的反冲响应是隔水管系统设计分析的重要内容之一。基于多自由度质量—弹簧—阻尼系统,建立了深水钻井隔水管紧急解脱后反冲响应分析的力学模型和控制方程,采用子空间迭代法求解了系统振动的固有频率和主振型,... 详细信息

深水钻井隔水管紧急解脱后的反冲响应是隔水管系统设计分析的重要内容之一。基于多自由度质量—弹簧—阻尼系统,建立了深水钻井隔水管紧急解脱后反冲响应分析的力学模型和控制方程,采用子空间迭代法求解了系统振动的固有频率和主振型,获得了隔水管底部组合(LMRP)紧急解脱后的振动响应曲线,并讨论了张紧器活塞运动振幅及运动频率、解脱初相角、水深和隔水管壁厚对LMRP振动响应时程曲线的影响。结果表明:随着作业水深和张紧器运动幅值的增加,LMRP与水下防喷器发生碰撞的可能性增大;解脱初相角对隔水管反冲响应具有较大影响;顶部张紧器活塞存在某一运动频率最不利于深水钻井隔水管的紧急解脱;壁厚对隔水管反冲特性的影响不大。

关键词：深水钻井隔水管紧急解脱反冲响应子空间迭代法

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大齿快切PDC钻头提速研究与现场试验

天然气工业 2022年第9期42卷 102-110页

作者：刘维高德利中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249

目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称“超大齿”)已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13~19 mm常规尺寸的切削齿。为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、... 详细信息

目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称“超大齿”)已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13~19 mm常规尺寸的切削齿。为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、现场试用等方法,系统开展了超大齿(?22 mm)破岩效果及耐用性研究,并在中国石化胜利油田进行了一系列的现场应用试验。研究结果表明:(1)与?16 mm、?19 mm等常规尺寸的切削齿相比,?22 mm PDC切削齿出刃大、吃入深,有利于产生大体积破碎,具有较好的提速潜力;(2)与相同基材及相同制备工艺的?16 mm PDC切削齿相比,?22 mm切削齿的耐磨性稍差,但抗齿尖冲击韧性更好;(3)?22 mm PDC钻头在现场试用中取得了机械钻速快(43.12 m/h)、日进尺高(820 m)的优异提速效果,并展现出足够的耐用性;(4)?22 mm PDC切削齿能够满足可钻性较好地层的提速需求,例如?241.3 mm、?311.2 mm、?444.5 mm等大尺寸井眼,但尚不适用于深部复杂难钻地层。随着钻井深度增加,地层压实致密,钻遇复杂岩性地层增多,超大齿的破岩效果将随之降低,此时“大齿快切”就不如“小齿密刮”。结论认为,?22 mm等超大尺寸PDC切削齿在可钻性较好地层的钻井提速潜力较大,建议大力推广应用。

关键词： PDC钻头超大齿大齿破岩钻井提速破岩机理地层适配性耐磨性抗冲击韧性

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汽轮机湿汽损失的分析与研究

动力工程学报 2012年第11期32卷 847-852页

作者：高德伟中国石油辽阳石化分公司热电厂辽阳111003

对某台抽汽凝汽式机组末级叶片的水蚀特征进行了分析,提出了利用原有准则计算湿汽损失是有缺陷的.指出湿汽损失应该由2个部分组成:一是来源于一次水滴损失,二是来源于二次水滴损失,并且当蒸汽湿度大于一定值时,二次水滴损失应该大于一... 详细信息

对某台抽汽凝汽式机组末级叶片的水蚀特征进行了分析,提出了利用原有准则计算湿汽损失是有缺陷的.指出湿汽损失应该由2个部分组成:一是来源于一次水滴损失,二是来源于二次水滴损失,并且当蒸汽湿度大于一定值时,二次水滴损失应该大于一次水滴损失.同时,阐述了有核凝结形成的一次水滴也会对叶片产生水蚀作用.通过使用汽轮机外缘内表面去湿隔板可以减小湿汽损失,提高机组效率,延长叶片使用寿命.

关键词：汽轮机湿汽损失一次水滴二次水滴流场

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石油钻井底部钻具组合大挠度三维分析

应用力学学报 1995年第1期12卷 53-62页

作者：高德利徐秉业清华大学

精确描述了石油钻井底部钻具组合在三维弯曲井眼中的变形约束条件及边界条件，应用加权余量法，对底部钻具组合静力大挠度问题进行了三维分析研究，并编写了相应的计算机分析程序。该程序可以在普通微机上运行，能迅速模拟计算底部钻具... 详细信息

精确描述了石油钻井底部钻具组合在三维弯曲井眼中的变形约束条件及边界条件，应用加权余量法，对底部钻具组合静力大挠度问题进行了三维分析研究，并编写了相应的计算机分析程序。该程序可以在普通微机上运行，能迅速模拟计算底部钻具组合任一点的挠度、转角和内力，同时求得钻头对地层的机械作用力和偏转角。通过算例分析，本文初步阐明了井眼曲率及方程中的非线性项对钻头力学特性的影响效果。

关键词：钻具弹性曲杆挠度石油钻井

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榫头/榫槽接触问题边界元分析

航空动力学报 1992年第2期7卷 117-120页

作者：温卫东高德平南京航空学院二系 210016 南京航空学院

本文用增量理论建立了二维弹性接触问题的边界元法方程 ,讨论了求解接触问题过程中的一些具体做法。文中分别对盘 /片组件的燕尾型与枞树型榫头与榫槽的接触应力作了数值分析。与有限元及光弹试验结果对比表明 ,边界元法的结果是令人满... 详细信息

本文用增量理论建立了二维弹性接触问题的边界元法方程 ,讨论了求解接触问题过程中的一些具体做法。文中分别对盘 /片组件的燕尾型与枞树型榫头与榫槽的接触应力作了数值分析。与有限元及光弹试验结果对比表明 ,边界元法的结果是令人满意的。

关键词：榫头榫槽边界元法二维弹性

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弹珠对汽轮机效率及叶片断裂、水蚀的影响

动力工程学报 2012年第10期32卷 779-785页

作者：高德伟中国石油辽阳石化分公司热电厂辽阳111003

通过对一台抽汽凝汽式汽轮机组叶片水蚀状况进行分析,提出导致叶片断裂和水蚀的主要原因是由弹珠所引起的"弹珠阻止转子旋转的制动力",它会直接影响汽轮机效率.阐述了由"弹珠"所形成的二次水滴与叶片出汽边处的"水膜"被高速汽流撕裂和... 详细信息

通过对一台抽汽凝汽式汽轮机组叶片水蚀状况进行分析,提出导致叶片断裂和水蚀的主要原因是由弹珠所引起的"弹珠阻止转子旋转的制动力",它会直接影响汽轮机效率.阐述了由"弹珠"所形成的二次水滴与叶片出汽边处的"水膜"被高速汽流撕裂和破碎所形成的二次水滴的区别.指出利用一定的科学技术手段,改变隔板的结构形式可以有效地减少弹珠的生成数量,减小损耗,减小和抑制"弹珠阻止转子旋转的制动力",从而达到提高机组效率、延长叶片使用寿命的目的.

关键词：汽轮机叶片断裂水蚀弹珠制动力一次水滴二次水滴

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页岩气井井筒完整性若干研究进展

石油与天然气地质 2019年第3期40卷 602-615页

作者：高德利刘奎中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室北京102249

在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题,主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题。基于目前已有的相关研究成果,总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况。随着国内外... 详细信息

在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题,主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题。基于目前已有的相关研究成果,总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况。随着国内外学者对页岩气井压裂过程中套管变形研究的逐渐深入,认为页岩气井套管变形的主要影响因素包括压裂过程中的温度应力、储层非对称压裂、固井质量差及断层或裂缝滑动等。其中,压裂过程中断层或裂缝滑动造成的页岩气井套管剪切变形机理已经受到越来越多的研究人员关注,并提出可以通过提高套管强度和固井质量、避开断层或裂缝滑动区域来有效降低套管变形的技术对策。页岩气井水泥环密封失效主要由套管内压变化和套管偏心引起的水泥环屈服破坏、界面裂缝引起的窜流等问题造成的,通过采用膨胀水泥、柔性水泥及环空预应力等技术措施可有效减小水泥环密封失效的风险。通过优化设计页岩气井的特殊水泥浆体系,对于有效提高页岩气井水泥环密封完整性具有重要意义。考虑到水泥浆固井密封能力的局限性,还可以附加考虑在井眼环空局部采用机械密封方法达到密封完整性要求。关于页岩气井井筒完整性的研究结果,对于通过体积压裂完井的其它非常规油气井工程相关设计控制也具有重要的参考意义。

关键词：套管水泥环窜流井筒完整性水力压裂页岩气井非常规油气井

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海洋深水钻井力学与控制技术若干研究进展

石油学报 2019年第S2期40卷 102-115页

作者：高德利王宴滨中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063

深水钻井是深水条件下海洋油气工程关键环节之一。与近海浅水钻井不同,深水钻井必须面对更为复杂的海洋深水环境和作业条件,面临"下海、入地"的双重挑战,需要使用浮式钻井作业平台,采用特殊的深水管具系统(包括深水导管、送入管柱、钻... 详细信息

深水钻井是深水条件下海洋油气工程关键环节之一。与近海浅水钻井不同,深水钻井必须面对更为复杂的海洋深水环境和作业条件,面临"下海、入地"的双重挑战,需要使用浮式钻井作业平台,采用特殊的深水管具系统(包括深水导管、送入管柱、钻井隔水管、套管柱等)、水下智能控制系统等,建立安全稳定的水下井口与钻井系统,具有高科技、高投入及高风险等基本特征。深水钻井管具是实施深水钻井工程不可或缺的基本工具,深水钻井管具系统在服役过程中受到海洋深水环境载荷和作业载荷的作用,表现出复杂的力学行为。通过主要介绍深水送入管柱、深水导管、深水钻井隔水管及深水水下井口等方面的研究进展,对深水钻井管具力学研究与工程实践具有参考价值。

关键词：深水钻井钻柱力学设计控制技术深水导管钻井隔水管水下井口

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涡轴发动机动力涡轮转子动力特性研究

航空动力学报 2003年第6期18卷 717-722页

作者：邓旺群高德平南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

应用有限元方法建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子动力特性的计算模型,对转子在不同情况下的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应分别进行了系统的计算分析,得到了转子的前5阶临界转速、前5阶主振型和前两阶不平衡响应曲线,并计... 详细信息

应用有限元方法建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子动力特性的计算模型,对转子在不同情况下的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应分别进行了系统的计算分析,得到了转子的前5阶临界转速、前5阶主振型和前两阶不平衡响应曲线,并计算了平衡卡箍对转子动力特性的影响。试验表明:计算模型能真实反映转子的动力特性。研究结果为转子的后续高速动平衡试验提供了参考和依据。

关键词：航空发动机有限元方法涡轮轴发动机涡轮转子动力特性