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柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 266-272页

作者：邱晓宁武泰安冯金双许春晖吴杰鲍作帆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 天津市旗领测控科技有限责任公司天津300131

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高... 详细信息

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法。最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验。实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于0.05°、航向漂移小于0.5°/h、短时位置精度不大于0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题。

关键词：柱塞气举微机电系统位姿测量重力观测

基于回归算法的渣油加氢装置反应温度预测及系统实现

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1345-1352页

作者：卢文君张金蓉崔瑞利张弢宋俊男姚远崔鹏金玮侯士超中国石油天然气集团公司昆仑数智科技有限责任公司北京102206 中国石油集团石油化工研究院有限公司北京102206

目前对渣油加氢催化剂生命周期预测的技术较少,研究可方便探知催化剂活性状态的解决方案,将有效助力渣油加氢装置的催化剂更换管理。根据影响催化剂活性的多种因素,机器学习建模过程中选择了装置运行数据的运行时间、原料及产品性质等... 详细信息

目前对渣油加氢催化剂生命周期预测的技术较少,研究可方便探知催化剂活性状态的解决方案,将有效助力渣油加氢装置的催化剂更换管理。根据影响催化剂活性的多种因素,机器学习建模过程中选择了装置运行数据的运行时间、原料及产品性质等直接变量,并通过计算添加了金属沉积量、总加工负荷等组合变量作为特征,进行算法筛选调整参数,拟合装置运行周期过程的升温规律。训练后模型对测试周期反应温度预测的平均绝对百分比误差0.51%,进而可以通过反应温度的经验阈值得到催化剂预期寿命。考虑到生产数据与实验数据可能存在的分布差异,根据研究成果设计实现的软件系统操作灵活,为专业工程技术人员提供了便捷有效的辅助研究工具。

关键词：渣油加氢催化剂寿命反应温度预测机器学习系统实现

四川盆地渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现及成藏条件

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石油学报 2024年第3期45卷 477-499页

作者：梁兴单长安张磊罗瑀峰蒋立伟张介辉朱斗星舒红林李健中国石油浙江油田公司浙江杭州311100 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院地质研究中心河北涿州072750

浙江油田自2021年6月获得渝西地区大安流转区块以来,全力加大、加快深层页岩气勘探评价及实施,地质认识和工程技术不断深化,多口井产量测试实现工业突破,发现了渝西地区大安深层页岩气田。通过系统介绍四川盆地渝西地区大安区块近两年... 详细信息

浙江油田自2021年6月获得渝西地区大安流转区块以来,全力加大、加快深层页岩气勘探评价及实施,地质认识和工程技术不断深化,多口井产量测试实现工业突破,发现了渝西地区大安深层页岩气田。通过系统介绍四川盆地渝西地区大安区块近两年的勘探发现历程,从区域地质特征、沉积岩相、有机地球化学、孔隙-裂缝、物性、含气性、断裂特征、地质岩石力学性质和优质储层分布特征等对地质成藏条件进行了综合分析,归纳了通过实践创新形成的大安深层页岩气勘探开发关键技术。大安区块五峰组—龙马溪组一段1亚段沉积期整体处于江南—雪峰加里东期造山带北麓上扬子前陆盆地沉积中心,下部优质页岩层为深水陆棚相,强还原缺氧环境为其提供了良好的源储条件,有机生物富碳硅质页岩相发育、有机地球化学指标优良、微观储集空间发育、物性好、页岩自封闭性好、含气性高,表现为过成熟度干气的超压连续型页岩气藏。基于良好的页岩顶、底板条件和隔档式褶皱构造形变的特点,建立了基于“窄陡背斜断层遮挡-宽缓向斜连续分布,构造转折带与低幅背斜构造富集高产”的渝西地区大安深层页岩气富集成藏模式(埋深为3500~4500 m),体现了“多场协同、多元耦合、多素叠置”的山地页岩气富集成藏赋存理论内涵。通过实践探索形成了适用于大安深层页岩气勘探开发的5项综合评价方法与技术,包括多尺度天然裂缝精细识别与稳定性评价技术、井平台全生命周期一体化评价与设计技术、高温安全优快钻井配套技术、密切压碎缝控增储提产兼顾套变防治的水平井分段体积压裂2.0工艺技术、基于高频压力连续监测和人造气藏动态评估优化的深层页岩气精细控压返排技术。渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现,进一步推动了中国海相深层—超深层页岩气的快速发展。

关键词：渝西地区大安区块深层页岩气勘探开发历程成藏地质条件关键技术高频压力监测

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多因素影响下射孔段管柱振动力学分析

振动与冲击 2024年第10期43卷 223-229页

作者：杨文武李浩林勇任四武张智亮徐少俊李富强西南石油大学机电工程学院成都610500 四川宝石机械石油钻头有限责任公司成都610052 中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司新疆克拉玛依834000 成都信息工程大学自动化学院成都610200 中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院乌鲁木齐830011

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限... 详细信息

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限元软件,对射孔段管柱进行显示动力学响应分析,并将模拟结果同理论数值解进行对比验证。结果显示,应力波由管柱底端向上传播,管柱等效应力和轴向位移均呈现周期性变化,且逐渐衰减。分析不同油管长度、外径、壁厚和单发装药量对管柱动态响应的影响。基于数值模拟结果,利用MATLAB软件进行多元非线性回归,拟合得到射孔段管柱应力峰值经验公式,并与现场试验数据进行对比,验证公式可靠性。

关键词：冲击载荷射孔管柱振动力学动态响应

欧洲纯氢管网规划及对中国纯氢管网规划建设启示

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油气储运 2024年

作者：赵赏鑫杨明张晓瑞国家管网集团西部管道有限责任公司北京市煤气热力工程设计院有限公司

【目的】美国、欧洲是世界上最早建设纯氢管道也是目前纯氢管道建设比较集中的地区，现有纯氢管道分别达到2 600 km、1 770 km，近年来欧洲更是规划了超过30000 km的纯氢管道网络，积累了很多成功经验，中国在构建新型能源体系过程中可... 详细信息

【目的】美国、欧洲是世界上最早建设纯氢管道也是目前纯氢管道建设比较集中的地区，现有纯氢管道分别达到2 600 km、1 770 km，近年来欧洲更是规划了超过30000 km的纯氢管道网络，积累了很多成功经验，中国在构建新型能源体系过程中可借鉴其先进做法开展中国纯氢管网规划与建设。【方法】通过系统梳理欧洲纯氢管道的路由、技术参数与建设计划，总结其规划特点及先进经验，同时对比分析中国纯氢管道建设与规划现状，讨论形成中国纯氢管道发展建议。【结果】欧洲纯氢管网规划呈现3个特点：①各管道公司通过组成组织结构或联合项目，共同开发地区纯氢管网，管网连通性、灵活性、协调性强；②管道最高设计压力达到10 MPa、最大管径达到1 200 mm、最大设计输量达到200×104t/a，加速向大口径、高压力、大输量方向发展；③纯氢管网规划大量依托原有天然气管网基础设施，超过50%由现有管道改造而来，部分新建管道也计划沿现有管道路由敷设，从而降低管道建设投资，提高管道资产、土地资源利用效率。【结论】借鉴欧洲纯氢管网规划先进经验，对中国纯氢管道规划建设提出3个建议：①在国家层面推进纯氢管网顶层规划，全国一盘棋，避免重复建设，提高资产资源利用效率；②布局开展油气管道改输氢气支持技术研究，形成必要的技术与标准体系；③新建天然气管道在设计阶段就要考虑后期改输氢气的可行性。

关键词：欧洲纯氢管网规划建设天然气管道改输氢

接头错边量设计对X80管道抗断裂性能的影响

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机械设计 2024年第S2期 183-186页

作者：轩恒苟鸣宇彭睿孙欣妍杨华庆白倩国家管网集团西南管道有限责任公司中国石油集团工程技术研究有限公司中国石油集团海洋工程重点实验室

针对错边量对X80管道环焊缝根部抗断裂性能的影响，通过建立轴对称的二维有限元模型，系统地分析了在不同裂纹深度和错边量条件下的应力分布。研究发现，随着错边量的增加，裂纹尖端的应力强度因子显著提高。在此基础上，进一步基于BS7... 详细信息

针对错边量对X80管道环焊缝根部抗断裂性能的影响，通过建立轴对称的二维有限元模型，系统地分析了在不同裂纹深度和错边量条件下的应力分布。研究发现，随着错边量的增加，裂纹尖端的应力强度因子显著提高。在此基础上，进一步基于BS7910标准和有限元仿真结果开展了不同错边量下环焊缝的工程临界评估（ECA）。结果表明，采用有限元方法得到的缺陷容限较BS7910标准更为宽松，从而为管道设计提供了更为充裕的安全裕度。

关键词：管道错边应力集中抗断裂性能缺陷容限 ECA评估

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干式连接装配式风电混塔非线性特征研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 564-571页

作者：师振贵王云超黄赐荣张栋梁王宇航王滨中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 重庆大学土木工程学院重庆400044

为探究干式连接装配式风电混塔在复杂耦合载荷作用下的非线性行为特征,利用ANSYS和ABAQUS两种软件分别建立涵盖风电机组基础、混凝土塔筒、钢混过渡段、钢绞线、钢塔筒、风电机组的一体化有限元模型,采用风电机组厂家提供的截面载荷进... 详细信息

为探究干式连接装配式风电混塔在复杂耦合载荷作用下的非线性行为特征,利用ANSYS和ABAQUS两种软件分别建立涵盖风电机组基础、混凝土塔筒、钢混过渡段、钢绞线、钢塔筒、风电机组的一体化有限元模型,采用风电机组厂家提供的截面载荷进行静力加载分析,验证两种有限元模型计算结果的正确性。在此基础上,分别针对塔架结构的边界非线性、材料非线性、几何非线性行为特征开展系统研究,分析拼缝接触状态、混凝土塑性损伤模型、几何大变形对于塔架承载能力以及变形能力的影响。研究表明:干式连接混塔在极限大弯矩作用下,塔架迎风侧水平接缝会出现脱开等现象,从而让竖向接缝有空间进行切向滑动,导致上下管片相互挤压,管片出现大范围的应力集中现象,开启几何大变形后挤压现象更为明显;当管片应力超过混凝土抗拉强度后,混凝土发生开裂,钢筋发挥作用,协同受力,混凝土进行应力重分布,保障了塔架在极限荷载作用下的整体承载力和稳定性。

关键词：陆上风电装配式混塔连接拼缝非线性行为

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井下涡轮发电机轴系减振阻尼器设计与分析

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 186-193页

作者：姚本春张仕民谈建平张金泽田朕范进朝中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院新疆克拉玛依834000 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

提出一种新型阻尼器以减小基础激励下发电机的轴承力,该阻尼器由周向油膜的挤压效应与端面节流流道的节流效应协同产生阻尼,端面节流流道采用特斯拉阀结构,具有一定单向导通性,既可产生正向阻尼,又可减小油液反流阻力,缓解油膜空化问题... 详细信息

提出一种新型阻尼器以减小基础激励下发电机的轴承力,该阻尼器由周向油膜的挤压效应与端面节流流道的节流效应协同产生阻尼,端面节流流道采用特斯拉阀结构,具有一定单向导通性,既可产生正向阻尼,又可减小油液反流阻力,缓解油膜空化问题;采用内置密封储油腔,整体结构紧凑。对阻尼器结构进行设计,采用数值方法研究阻尼特性及减振性能。结果表明:阻尼系数总体上具有一定非线性,但在低速低频区具有良好的线性度;阻尼器显著减小基础摆动产生的惯性载荷,与未安装阻尼器的对照组相比,径向轴承力下降至53.51%,支撑刚性下降至0.038倍,轴系径向振动位移和速度增长至14.63倍,但二者之积仍小于1,说明支撑刚性下降导致的轴系振动位移增长趋势被抑制,轴系得以有效减振。

关键词：阻尼器特斯拉阀单向导通性减振井下涡轮发电机

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水平井膨胀管井筒重构技术研究及现场试验

钻采工艺 2024年第5期47卷 67-73页

作者：张利伟李杰于会永周毅游红娟易勇刚熊启勇刘尚红中国石油新疆油田公司采油工艺研究院中国石油集团工程技术研究院有限公司

针对新疆玛湖强非均质致密砾岩油藏低产水平井精准重复压裂工艺不成熟的难题,开展了膨胀管井筒重构技术的研究及现场试验。通过膨胀管抗内压、环空密封等系列室内全尺寸物理模拟实验,验证了膨胀管各项指标均满足高压重复压裂工况的要求... 详细信息

针对新疆玛湖强非均质致密砾岩油藏低产水平井精准重复压裂工艺不成熟的难题,开展了膨胀管井筒重构技术的研究及现场试验。通过膨胀管抗内压、环空密封等系列室内全尺寸物理模拟实验,验证了膨胀管各项指标均满足高压重复压裂工况的要求,同时验证了桥射作业的有效性;开展了膨胀管有限元数值仿真模拟,明确膨胀过程Mises应力、应变及接触应力的变化规律,膨胀管在膨胀锥作用力下发生径向塑性变形,膨胀压力稳定在40~42 MPa。通过水平井膨胀管井筒重构工艺设计,支撑了玛湖地区试验井完成现场试验,试验井原127 mm套管经膨胀管井筒重构后内径达到85 mm,重构长度1041 m,重复压裂施工最高承压83 MPa,压后测井显示膨胀管完整性良好。经过室内研究及现场试验,验证了水平井膨胀管井筒重构重复压裂技术的可行性,为非常规油气藏低产井提产提供了技术借鉴。

关键词：致密砾岩油藏水平井膨胀管井筒重构井筒完整性

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