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超深井套管卡瓦效应的拉伸极限载荷理论计算

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 155-163页

作者：练章华万智勇宋琳赵朝阳林铁军油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川成都610500 中国石油新疆油田分公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000

针对新疆某油田超深井井口套管悬重过大,造成卡瓦牙对套管外壁齿入损伤,且累计损伤导致卡瓦悬挂器套管断裂失效的事故频繁,提出了“卡瓦效应的拉伸极限载荷”来评价井口卡瓦悬挂器夹持部分套管的强度设计,具体为基于第三强度理论和第四... 详细信息

针对新疆某油田超深井井口套管悬重过大,造成卡瓦牙对套管外壁齿入损伤,且累计损伤导致卡瓦悬挂器套管断裂失效的事故频繁,提出了“卡瓦效应的拉伸极限载荷”来评价井口卡瓦悬挂器夹持部分套管的强度设计,具体为基于第三强度理论和第四强度理论,分别建立了井口卡瓦悬挂器夹持套管的“卡瓦效应拉伸极限载荷”计算模型。计算结果表明,从安全角度评价套管强度,采用第三强度理论计算卡瓦悬挂器套管的卡瓦效应拉伸极限载荷更合理,但为更充分利用材料的力学性能,应采用第四强度理论进行评价,还得到在四通有限空间内,可以保证有较大的卡瓦效应拉伸极限载荷的最佳卡瓦半锥角为23°~25°,最佳卡瓦有效接触长度为135~145 mm。研究方法和结果将为卡瓦悬挂器井口套管的强度设计、各种安全施工作业等提供理论依据。

关键词：深井超深井卡瓦悬挂器套管断裂力学模型拉伸极限载荷

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K型井架悬挂机械手二层台结构设计与测试

中国测试 2024年第2期50卷 85-90,116页

作者：周兆明刘睿杨忠祖刘梦李岩西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300450 东营胜利石油技术服务有限责任公司山东东营257000 胜利新大新材料股份有限公司山东东营257000

钻机井架上的二层台增加悬挂式机械手可以提高钻采效率,但会导致二层台整体受力增大,而传统井架二层台结构设计时未考虑增加悬挂式机械手,需要改进其结构,提高二层台承载能力以满足加装二层台机械手后的井架整体承载要求。在现有二层台... 详细信息

钻机井架上的二层台增加悬挂式机械手可以提高钻采效率,但会导致二层台整体受力增大,而传统井架二层台结构设计时未考虑增加悬挂式机械手,需要改进其结构,提高二层台承载能力以满足加装二层台机械手后的井架整体承载要求。在现有二层台结构基础上,对普通井架二层台改进结构设计,优化力学结构,强化二层台承载性能,用Ansys软件对该设计模型进行了数值计算和结构分析。利用STS-WiFi无线结构测试系统对优化结构后的二层台进行现场应变测试,通过砝码施加阶梯载荷并实时监测二层台关键测试点的应力变化。整理分析测试数据并将现场测试结果与理论计算结果比较,研究表明现场测试结果与理论计算结果相吻合,该增加悬挂式机械手的二层台结构设计满足强度要求,可用于钻采作业。

关键词：井架二层台结构优化有限元分析应力测试

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芯轴悬挂器高强度螺纹结构设计及评价研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期46卷 159-169页

作者：刘洋佘扬周练章华易先中长江大学机械工程学院湖北荆州434023 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

为了防止芯轴下端连接螺纹强度不足而造成失效事故,采用高温高压套管柱设计计算方法、有限元数值模拟和实验手段,对芯轴材料进行了力学性能实验,开发了一种用于芯轴悬挂器高强度螺纹结构,并在极限复合载荷下对该螺纹进行了三维有限元计... 详细信息

为了防止芯轴下端连接螺纹强度不足而造成失效事故,采用高温高压套管柱设计计算方法、有限元数值模拟和实验手段,对芯轴材料进行了力学性能实验,开发了一种用于芯轴悬挂器高强度螺纹结构,并在极限复合载荷下对该螺纹进行了三维有限元计算。研究结果表明,拉扭压复合载荷对外螺纹强度影响较大,压缩载荷对内螺纹内台肩第一牙应力影响较大,内外螺纹其余部位相对安全。拉伸载荷在一定程度缓解了上扣扭矩对内外螺纹台肩部位的影响。从计算结果得到内外螺纹整体上应力小于材料允许的屈服极限,且螺纹接头接触压力均大于外在流体压力,可以形成有效密封,研究结果为芯轴悬挂器螺纹结构的选型和使用提供理论基础。

关键词：芯轴螺纹高强度复合载荷有限元

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高层建筑不同外保温立面结构火蔓延模拟研究

中国安全科学学报 2024年第5期34卷 122-128页

作者：张颖黄国洪龙雨娇四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学应急与安全学院四川宜宾644000

为明确高层建筑外保温立面结构与火灾蔓延的关系,采用Pyrosim火灾仿真软件,研究不同外保温立面结构对高层建筑火蔓延的影响。结果表明:高层建筑外立面火蔓延过程中,不同外立面结构保温系统随其结构空间受限程度的增大,正面空气卷吸能力... 详细信息

为明确高层建筑外保温立面结构与火灾蔓延的关系,采用Pyrosim火灾仿真软件,研究不同外保温立面结构对高层建筑火蔓延的影响。结果表明:高层建筑外立面火蔓延过程中,不同外立面结构保温系统随其结构空间受限程度的增大,正面空气卷吸能力减小,热释放速率降低,但其烟囱效应显著增强、烟气流速更快,导致竖向火蔓延速度加快;铝板幕墙结构保温系统随其空气层厚度的增加,温度和烟气流速先增大后呈现较大波动;外墙保温系统性能的老化将增加高层建筑外立面火灾风险。

关键词：高层建筑外立面结构火蔓延数值模拟外墙保温

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高含水钻井固废超细颗粒过滤分离实验研究

应用化工 2024年第2期53卷 293-296页

作者：张颖温钰奇李辉庞凯罗会清四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾643000 中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院四川广汉618300

针对钻井固废处理的难点在于其含有大量10μm以下的超细颗粒难以分离问题,结合振动筛分和深层过滤处理方法,从减少整体固相含量和分离超细颗粒出发,开发了一种能有效去除高含水钻井固废中超细颗粒的新型处理方法。结果表明,在优选工艺... 详细信息

针对钻井固废处理的难点在于其含有大量10μm以下的超细颗粒难以分离问题,结合振动筛分和深层过滤处理方法,从减少整体固相含量和分离超细颗粒出发,开发了一种能有效去除高含水钻井固废中超细颗粒的新型处理方法。结果表明,在优选工艺参数下,高含水钻井固废经过振动筛分处理后,10μm以上的较大颗粒被去除,固相含量从30.42%降低至9.55%。筛下液再经过深层过滤处理,92.77%的超细颗粒被去除。研究结果表明,新型处理方法对高含水钻井固废超细颗粒有良好的去除效果,有利于实现高含水钻井固废回收利用要求。

关键词：高含水钻井固废振动筛分深层过滤

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含缺陷压力管道评定技术研究进展

科学技术与工程 2024年第18期24卷 7476-7486页

作者：王怡佳伍万龙雨娇史君林张颖四川省特种设备检验研究院成都610000 四川轻化工大学机械工程学院宜宾644000 四川轻化工大学应急与安全学院宜宾644000

承压容器与管道被广泛应用在能源工业、军工、科研等诸多领域,其运输介质通常伴有易燃易爆等特性,因此,确保其安全运行的重要性是不言而喻的。针对承压容器与管道的安全问题研究一直是一个重要的课题。针对含缺陷承压容器与管道的安全评... 详细信息

承压容器与管道被广泛应用在能源工业、军工、科研等诸多领域,其运输介质通常伴有易燃易爆等特性,因此,确保其安全运行的重要性是不言而喻的。针对承压容器与管道的安全问题研究一直是一个重要的课题。针对含缺陷承压容器与管道的安全评定,首先介绍了中外最新基于“合于使用”为原则的常用标准规范的起源及最新成果,给出了缺陷评定采用的关键技术最新进展,以及影响评定结果的重要因素的研究现状,同时对缺陷容器管道的评定技术的应用现状做了简单的介绍。最后,提出了目前国内缺陷评定技术的存在的问题,为含缺陷承压容器与管道的安全评价的发展方向提出建议。

关键词：承压容器寿命评估缺陷评定合于使用断裂力学

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油井管特殊螺纹齿表面应力腐蚀行为仿真研究

石油机械 2024年第10期 138-143页

作者：张颖杨育智杨坤余柳丝四川轻化工大学机械工程学院国家管网东部原油储运有限公司眉山职业技术学院

随着高温高压高产油田的勘探开发，油井管柱面临越来越恶劣的井筒环境，其螺纹接头腐蚀失效已经成为制约油气田高效开采的主要原因之一。为此，通过COMSOL Multiphysics软件建立了油井管螺纹齿的力学-电化学有限元模型，研究了不同外部... 详细信息

随着高温高压高产油田的勘探开发，油井管柱面临越来越恶劣的井筒环境，其螺纹接头腐蚀失效已经成为制约油气田高效开采的主要原因之一。为此，通过COMSOL Multiphysics软件建立了油井管螺纹齿的力学-电化学有限元模型，研究了不同外部载荷下油井管螺纹各个部位的应力分布与腐蚀规律。研究结果表明：油井管螺纹齿各个部位的应力分布大小与其腐蚀程度呈正相关，即接触应力越大，螺纹腐蚀情况越严重；接头螺纹在齿槽与承载面过渡处的应力最为集中，腐蚀情况最为严重，塑性变形会导致阳极腐蚀电流密度急剧增大，造成严重的腐蚀行为。研究结果可为油井管柱接头螺纹腐蚀失效机理研究提供新的思路，也为解决恶劣工况条件下井筒完整性问题提供理论依据和解决途径。

关键词：油井管接头特殊螺纹螺纹齿应力腐蚀数值仿真

NaCl浓度对X80管线钢母材和焊缝区电化学腐蚀行为的研究

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材料保护 2024年第4期57卷 106-113页

作者：张颖杨育智余柳丝王怡佳四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 眉山职业技术学院四川眉山620010 四川省特种设备检验研究院四川成都610000

随着我国海洋油气资源的不断开发,管道焊接接头的腐蚀问题已成为海洋运行管线失效和安全的主要因素之一。为给海洋管道的腐蚀防护与材料选择提供更为精确的理论依据和实际指导,采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法,研究了X80管线... 详细信息

随着我国海洋油气资源的不断开发,管道焊接接头的腐蚀问题已成为海洋运行管线失效和安全的主要因素之一。为给海洋管道的腐蚀防护与材料选择提供更为精确的理论依据和实际指导,采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法,研究了X80管线钢焊接接头的母材区和焊缝区在不同NaCl溶液浓度(1.5%、3.5%、5.5%,质量分数)中的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同NaCl浓度的溶液中,母材区和焊缝区的极化曲线都具有明显的阳极溶解特征,没有钝化现象;随着NaCl浓度的增加,2个区域的开路电位和自腐蚀电位负移,极化电阻先减小后增大,自腐蚀电流密度先增大后减小;母材区的热力学稳定性和耐腐蚀性始终优于焊缝区的。

关键词：焊缝区 X80管线钢电化学腐蚀 NaCl浓度

多因素耦合作用下的气井持续环空压力预测模型

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中国安全科学学报 2023年第2期33卷 166-172页

作者：李帅练章华丁亮亮廖涛西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西南石油大学机电工程学院四川成都610500

为了明确油管泄漏、温度效应及多环空相互作用等多重因素耦合作用对气井持续环空压力的影响,首先,基于传热学、工程流体力学及渗流力学理论,充分考虑油管泄漏、温度和压力对环空流体与管柱的影响及多环空相互作用等因素,建立多因素耦合... 详细信息

为了明确油管泄漏、温度效应及多环空相互作用等多重因素耦合作用对气井持续环空压力的影响,首先,基于传热学、工程流体力学及渗流力学理论,充分考虑油管泄漏、温度和压力对环空流体与管柱的影响及多环空相互作用等因素,建立多因素耦合作用下的气井持续环空压力预测模型;然后,基于某气井现场数据验证预测模型的准确性;最后,对比分析考虑多因素耦合作用与仅考虑油管泄漏2种情况的环空压力变化特征及参数敏感性。结果表明:所建立的预测模型具有更高的精度,与仅考虑油管泄漏因素的模型相比,其预测精度提高了3.87%;多因素耦合作用下环空压力出现压力拐点,且恢复过程可分为A高速增长、B缓慢下降和C压力平稳等3个阶段。油管漏点小、初始环空压力下、油管内壁压力小及漏点深度浅的情况下,更加需要考虑多因素耦合作用对环空压力的影响。

关键词：多因素耦合气井持续环空压力预测模型油管泄漏温度效应