检索结果-南通市图书馆

水下采油树与永久导向基座对接过程的动力特性

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石油学报 2022年第3期43卷 420-431页

作者：王莹莹王名春杨钟山刘文涛罗文涛尹建喜胡洋东中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102200 中海油研究总院有限责任公司北京100028 深圳海油工程水下技术有限公司广东深圳518267

永久导向基座(PGB)是保证水下采油树在海底与水下井口对接的重要基础结构,因对接过程中波流扰动复杂,给水下采油树的安装带来巨大挑战和安全隐患。建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树-永久导向基座的耦合系统受力分析模型,基于微元法和... 详细信息

永久导向基座(PGB)是保证水下采油树在海底与水下井口对接的重要基础结构,因对接过程中波流扰动复杂,给水下采油树的安装带来巨大挑战和安全隐患。建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树-永久导向基座的耦合系统受力分析模型,基于微元法和六自由度方程分别对钢丝缆绳和水下采油树进行了动态响应分析。同时,针对南海X油田实际海况建立了水下采油树与PGB对接过程的数值模型,对最为危险的第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段开展了不同海流对水下采油树安装姿态和PGB的受力影响分析,揭示了导向桩出现压顶或脱离现象的机理成因,探究了不同对接阶段船舶升沉与海流激励下水下采油树与永久导向基座对接过程的动态响应规律,并选取不同时期工况对PGB进行了强度校核。结果表明,在第Ⅰ阶段,采油树更易与PGB 1号导向桩产生压顶和脱离现象;在第Ⅱ阶段,采油树更易与PGB 4号导向桩产生压顶和脱离现象;两个阶段PGB的导向桩均满足强度要求,处于安全工况。研究结果已在中国南海油田采油树PGB导向安装中得到有效应用。

关键词：水下采油树永久导向基座安装姿态压顶和脱离动态响应

水下采油树附加质量系数、阻尼系数的试验与数值模拟

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船舶工程 2022年第6期44卷 170-175页

作者：王体涛王涛盛伟群刘桢李傲挺上海船舶设备研究所上海200231 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200011 浙江大学海洋学院浙江舟山316021 交通运输部长江口航道管理局上海200003

为对波浪荷载作用下水下采油树水动力荷载计算提供基础数据,文章提出了一种新的采油树强迫振荡试验方法。对采油树模型开展了36种工况下的强迫振荡试验和数值模拟,得到相应的水动力荷载,通过莫里森方程计算得到水下采油树模型在不同振... 详细信息

为对波浪荷载作用下水下采油树水动力荷载计算提供基础数据,文章提出了一种新的采油树强迫振荡试验方法。对采油树模型开展了36种工况下的强迫振荡试验和数值模拟,得到相应的水动力荷载,通过莫里森方程计算得到水下采油树模型在不同振频、振幅工况下的附加质量系数和阻尼系数。结果表明:附加质量系数与阻尼系数的试验数据与数值仿真数据基本保持一致,能较准确得到水下采油树的附加质量系数和阻尼系数。研究成果可为采油树水动力荷载计算提供关键基础数据。

关键词：水下采油树模型试验数值模拟附加质量系数

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水下采油树阻力系数试验与数值模拟

船舶工程 2022年第2期44卷 147-153页

作者：王体涛聂冉王娜娜郑艺多刘桢上海船舶设备研究所上海200231 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

为了给来流条件下采油树水动力荷载计算提供基础数据,建立水下采油树数值模型。基于有限体积法,采用商业软件STAR-CCM+,对采油树模型拖曳试验进行数值模拟,计算得到13种拖曳速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数,并在此基... 详细信息

为了给来流条件下采油树水动力荷载计算提供基础数据,建立水下采油树数值模型。基于有限体积法,采用商业软件STAR-CCM+,对采油树模型拖曳试验进行数值模拟,计算得到13种拖曳速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数,并在此基础上提出一种新的水下采油树模型拖曳试验方法,开展了39组拖曳试验,得到13种速度条件下采油树纵向、横向和垂向的阻力及阻力系数。结果表明:阻力和阻力系数的试验数据与数值仿真数据基本保持一致,验证了结果的准确性和可靠性;水下采油树模型各方向阻力随拖曳速度的增加呈二次关系增加,阻力系数随速度的增加基本保持稳定;纵向、横向和垂向的阻力系数平均值约为0.432、0.479和0.446。数值模拟和试验得到的采油树阻力和阻力系数可为采油树水动力荷载计算提供关键基础数据。

关键词：水下采油树模型试验数值模拟阻力系数

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水下采油树S密封结构优化与试验研究

石油机械 2023年第1期51卷 70-77页

作者：张崇余意黄亮董钊张红冯定中海石油(中国)有限公司湛江分公司长江大学机械工程学院湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心

S密封作为水下采油树的非金属密封圈,是水下安全生产的关键部件之一。以S密封为研究对象,进行了结构和密封机理的研究并对其结构参数进行优化。通过建立有限元仿真模型,研究了密封圈截面长度、截面宽度、弹簧直径及圆弧半径等参数对密... 详细信息

S密封作为水下采油树的非金属密封圈,是水下安全生产的关键部件之一。以S密封为研究对象,进行了结构和密封机理的研究并对其结构参数进行优化。通过建立有限元仿真模型,研究了密封圈截面长度、截面宽度、弹簧直径及圆弧半径等参数对密封圈性能的影响规律,并根据影响显著性采用响应面法对密封圈的关键结构参数进行优化分析,以最小等效应力与最大接触应力为目标,对密封圈结构参数进行优化。将优化后的S密封与优化前进行对比,结果得出在安全性能和密封性能上S密封均有显著的提升;最后通过静压试验对S密封进行了密封性能测试,试验结果表明S密封满足密封性能要求。研究方法和结果可为S密封以及其他类似结构密封圈的结构优化提供理论依据及数据参考。

关键词：水下采油树 S密封密封性能响应面分析结构优化试验研究

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水下采油树生产通道流动安全分析与应用

石油机械 2023年第9期51卷 64-70页

作者：任冠龙孟文波王宇余意王莹莹中海石油(中国)有限公司湛江分公司中海油研究总院有限责任公司中国石油大学(北京)

目前对油气井生产期间水下采油树生产通道内温压场动态缺乏精细表征,对生产通道内部和节流阀后水合物的生成和防治,以及对生产通道的出砂冲蚀等研究均较少。为此,采用数值模拟方法建立水下采油树生产通道有限元模型,对油气井生产期间的... 详细信息

目前对油气井生产期间水下采油树生产通道内温压场动态缺乏精细表征,对生产通道内部和节流阀后水合物的生成和防治,以及对生产通道的出砂冲蚀等研究均较少。为此,采用数值模拟方法建立水下采油树生产通道有限元模型,对油气井生产期间的温度场动态进行精细表征,对水合物生成风险进行预测,对生产通道进行冲蚀特性研究,并进行了现场应用验证。研究结果表明:为避免水下采油树生产通道生产期间节流阀后出现-40℃的低温,推荐节流阀下游预充填压力≥8 MPa;在节流阀上游2~3 h后、下游6~10 h后,温度可以升至水合物相平衡温度点以上,当产量较低时水合物抑制剂需持续注入12 h以上。研究结论可为水下采油树的正常运行和油气井的安全生产提供技术支持。

关键词：水下采油树生产通道温压场水合物冲蚀

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水下采油树闸阀及驱动器国产化关键技术分析

石油机械 2021年第9期49卷 73-78页

作者：万春燕贾向锋王定亚刘文霄王小静李娜宝鸡石油机械有限责任公司国家油气钻井装备工程技术研究中心

水下采油树闸阀及驱动器结构有别于陆地,且闸板、阀座密封和驱动器结构更为复杂,可靠性要求更高。为此,以宝鸡石油机械有限责任公司压力等级为69 MPa、性能要求为PR2F的水下闸阀和驱动器的国产化研制过程为基础,详细阐述了其总体结构、... 详细信息

水下采油树闸阀及驱动器结构有别于陆地,且闸板、阀座密封和驱动器结构更为复杂,可靠性要求更高。为此,以宝鸡石油机械有限责任公司压力等级为69 MPa、性能要求为PR2F的水下闸阀和驱动器的国产化研制过程为基础,详细阐述了其总体结构、工作原理、主要技术参数、组成部件、加工制造和测试试验情况。所设计的驱动器可通过液压推动闸板开启和关闭阀门,闸板与阀座间密封面喷涂碳化钴或碳化钨以提高密封耐磨性能和密封可靠性;研制的水下闸阀和驱动器通过了工厂验收试验、外压试验和PR2F性能试验等型式试验;从技术升级、配套环境和预期市场三方面进行分析并提出国产化研制建议。所得结论可为水下采油树用闸阀及驱动器国产化研制和工程化应用提供技术参考。

关键词：水下采油树水下闸阀驱动器测试试验国产化

基于蒙特卡洛的水下采油树本体安装工具结构可靠性分析方法

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中国海上油气 2022年第4期34卷 184-193页

作者：顾纯巍张崇王莹莹李楠李琳中海石油(中国)有限公司北京100010 中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570100 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 海洋石油工程股份有限公司天津300450

水下采油树本体安装工具是进行树体锁紧、下放与回收等操作的重要装备,水下采油树本体安装工具受力不均失效,易引起安装失败,甚至造成重大安全事故。分析计算了水下采油树本体安装工具在钻杆下放过程中受到的环境载荷,分别建立了安装工... 详细信息

水下采油树本体安装工具是进行树体锁紧、下放与回收等操作的重要装备,水下采油树本体安装工具受力不均失效,易引起安装失败,甚至造成重大安全事故。分析计算了水下采油树本体安装工具在钻杆下放过程中受到的环境载荷,分别建立了安装工具锁紧和下放水下采油树工况的有限元模型,研究了锁紧状态和下放过程中安装工具的受力情况。根据蒙特卡洛抽样理论,进行了作业锁块、树体和驱动环对海流、温度、外压等3个环境参数的敏感性分析,形成了水下采油树本体安装工具的结构受力可靠性分析方法。本文研究结果可为中国水下采油树的自主研发与国产化应用提供参考。

关键词：蒙特卡洛水下采油树钻杆下放可靠性

水下采油树AISI 8630材料的冲蚀模型研究

维普期刊数据库评论

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石油机械 2020年第11期48卷 27-35页

作者：戎欣朱宏武褚冰川中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油技术开发有限公司

海洋开采油气中的固体颗粒会对水下采油树造成冲蚀磨损,致使其承压能力下降。为此,对水下采油树的常用材料AISI 8630的微观冲蚀机理进行了研究。通过扫描电镜拍摄了冲蚀坑表面微观样貌并采用冲蚀试验装置进行了气固冲蚀试验,系统地分析... 详细信息

海洋开采油气中的固体颗粒会对水下采油树造成冲蚀磨损,致使其承压能力下降。为此,对水下采油树的常用材料AISI 8630的微观冲蚀机理进行了研究。通过扫描电镜拍摄了冲蚀坑表面微观样貌并采用冲蚀试验装置进行了气固冲蚀试验,系统地分析了颗粒粒径、冲击速度、冲击角度、冲击时长和颗粒质量流量5个因素对材料的冲蚀影响规律,得到了AISI 8630材料的冲蚀模型,并与DNV、E/CRC、Oka冲蚀模型及试验数据进行了对比分析。研究结果表明:当冲击角度低于15°时,冲蚀率随冲击角度的增大而增大,冲击角度在15°与30°之间时,冲蚀最严重,冲击角度大于30°时,冲蚀率随冲击角度的增大而逐渐减小;随着冲击速度的增大,冲蚀率呈幂式增长;当颗粒粒径小于200μm时,冲蚀率随颗粒粒径的增大而增大,当粒径大于200μm时,随着粒径的增大,冲蚀率基本维持稳定;AISI 8630材料冲蚀模型的最大误差为2.67%。所得结论能为海洋油气开采工程提供技术指导。

关键词：水下采油树冲蚀模型磨损机理数值模拟模型验证表面微观形貌

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基于最优成本法的浅水水下采油树系统设计

中国海上油气 2023年第3期35卷 161-167页

作者：王名春王彬韩亮张会增杨成欧中海油研究总院有限责任公司北京100028 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

水下采油树系统作为深水开发常用设备,其装备制造和海上作业模式已经基本成熟,但其在浅水海域使用进行油气田开发,中国近海尚未有成熟作业模式。从浅水水下钻完井模式的成本分析入手,通过对水下采油树装备和水下钻完井作业程序开展系统... 详细信息

水下采油树系统作为深水开发常用设备,其装备制造和海上作业模式已经基本成熟,但其在浅水海域使用进行油气田开发,中国近海尚未有成熟作业模式。从浅水水下钻完井模式的成本分析入手,通过对水下采油树装备和水下钻完井作业程序开展系统性的对比分析,建立了成本博弈模型,得出基于最优成本法的浅水水下采油树的设计思路,并在渤海首个工程示范项目成功实施,可为中国近海浅水海域基于自升式钻机进行钻完井作业和水下装备安装的水下采油树装备设计提供设计参考,对浅水油气田的水下开发模式和水下装备研究具有重要的指导意义。

关键词：浅水水下采油树成本分析设计