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井口控制装置用液气控制阀启闭特性研究

石油机械 2024年第2期52卷 24-29页

作者：张国田张若松高巧娟郭晨吴楠王树森王磊北京石油机械有限公司

防喷器使用液气控制阀控制系统动力泵的启停,稳定控制系统管汇压力。针对现场普遍存在管汇压力波动大的现象,通过数值建模,从气源压力、油压端口面积以及弹簧刚度3个方面进行研究,分析液气控制阀启闭特性,并进行试验验证。研究结果表明... 详细信息

防喷器使用液气控制阀控制系统动力泵的启停,稳定控制系统管汇压力。针对现场普遍存在管汇压力波动大的现象,通过数值建模,从气源压力、油压端口面积以及弹簧刚度3个方面进行研究,分析液气控制阀启闭特性,并进行试验验证。研究结果表明:气源压力对液气控制阀启闭特性影响较小,油压端口面积与启闭压差成线型反比关系,弹簧刚度与启闭压差呈二次曲线关系。试验证明:为实现稳定精准控制,弹簧刚度应设计在94~97.3 N/mm之间为宜;同时应合理增加液气控制阀油压端口面积。所得结论可为提升液气控制阀控制精度提供理论依据,保障管路系统的安全性和可靠性。

关键词：井控液气控制阀启闭特性管汇压力气源压力油压端口面积弹簧刚度

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耐磨集成测井电极优化设计

石油矿场机械 2024年第3期53卷 48-53页

作者：杨文景史宏江潘兴明路一平王志国中国石油集团昆仑制造有限公司北京石油机械有限公司北京102200

针对目前测井电极因受井壁磕碰、冲蚀等恶劣条件下长时间使用造成绝缘性下降、测量失效,不能满足大位移水平井“一趟钻”技术攻关需求,对测井电极的失效原因进行了总结与分析。灌封钢陶瓷的绝缘体在钻井液冲蚀等工况条件下弱化分子间结... 详细信息

针对目前测井电极因受井壁磕碰、冲蚀等恶劣条件下长时间使用造成绝缘性下降、测量失效,不能满足大位移水平井“一趟钻”技术攻关需求,对测井电极的失效原因进行了总结与分析。灌封钢陶瓷的绝缘体在钻井液冲蚀等工况条件下弱化分子间结合力,与金属结合面的粘结强度下降导致泥浆渗入,绝缘性下降导致测量方位电阻率失效。进行材料和结构优化后,新型耐磨集成测井电极具有耐磨性、高密封性、电路集成等特点,有效提高测井电极的使用寿命。耐磨集成测井电极技术作为长寿命近钻头地质导向钻井系统的配套技术,实现大位移水平井“一趟钻”技术要求。在新疆油田、东北各大油田及海外油田,使用井达100多口井,为开采非常规油气资源效益开发提供技术保障。

关键词：测井电极方位电阻率优化设计近钻头地质导向

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井下NFC天线的研究及仿真分析

电子测量技术 2024年第1期47卷 17-22页

作者：张祁梦莎胡永建孙成芹孙琦张冠杰北京石油机械有限公司北京102206

为实现井下复杂环境中的近场通信,首先用三维有限元电磁仿真软件对铁氧体天线结构进行建模仿真,结果表明:线圈半径、导线半径、天线间距对天线正向传输系数的影响较大,铁氧体相对磁导率的影响较小。其次,为探究井下环境对天线传输性能... 详细信息

为实现井下复杂环境中的近场通信,首先用三维有限元电磁仿真软件对铁氧体天线结构进行建模仿真,结果表明:线圈半径、导线半径、天线间距对天线正向传输系数的影响较大,铁氧体相对磁导率的影响较小。其次,为探究井下环境对天线传输性能的影响,用阻抗匹配工具对天线进行阻抗匹配,并建立带钻井液介质的金属钻具模型,结果表明:井下金属环境导致正向传输系数衰减3.3dB;钻井液电导率从0S/m增加到2S/m后,正向传输系数衰减8.2dB。将天线仿真模型与相同参数的实物模型进行对比,结果表明基本模型正向传输系数误差小于0.3dB,扩展模型正向传输系数误差小于5.5dB,仿真结果与实物测试结果具有一致性,可指导井下NFC天线设计。

关键词：近场通信(NFC) NFC天线铁氧体环形天线天线仿真阻抗匹配

油气田非金属管道失效预测及防控技术研究进展

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化工进展 2024年第3期43卷 1118-1132页

作者：张玉红李轩宇冯春健马春迅张晨周洋洋毕海胜青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司辽宁盘锦124209 中石化石油工程设计有限公司山东东营257000

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷... 详细信息

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用,随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状,文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因,以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法,针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议,并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望,为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

关键词：非金属管道失效检测技术风险评估预测方法

考虑盐度影响的深水水合物地层钻井井筒流动规律

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石油机械 2024年第7期52卷 19-27页

作者：郭庆丰蔡骁刘伟张景田张鑫门明磊中国石油大学(北京) 中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油集团西部钻探工程有限公司

水合物分解的气-液-固多相流动问题是深水水合物地层钻井面临的一个新问题。考虑钻进过程中井筒内的多相流动、传热和水合物分解三者之间相互耦合关系,建立了考虑海水盐度影响的含水合物相变气-液-固多相非等温瞬态流动模型。采用室内... 详细信息

水合物分解的气-液-固多相流动问题是深水水合物地层钻井面临的一个新问题。考虑钻进过程中井筒内的多相流动、传热和水合物分解三者之间相互耦合关系,建立了考虑海水盐度影响的含水合物相变气-液-固多相非等温瞬态流动模型。采用室内试验数据与现场实测数据验证了模型的准确性。案例井计算结果表明:随着海水盐度的增加,井筒内水合物分解区域和分解速率逐渐增大。同时,海水盐度越高,钻井过程中井底压力降低的幅度越大,井口气体含量也越高。井口回压和注入流体温度可以有效控制井筒内水合物的分解量。为了保证井口安全,降低水合物分解速率,井口回压应大于4.5 MPa。当入口流体温度在15~30℃范围内时,海水盐度应控制在0.8%~1.9%之间,这将保证井口最大气相体积分数小于10%。研究结果可为深水水合物的开采提供理论支撑。

关键词：水合物地层气-液-固三相流海水盐度水合物分解

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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

压差式多节串联管道机器人越障时动力学演化规律及减振分析

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机械工程学报 2024年第8期60卷 348-359页

作者：张行富宽陈铭浩李睿石新娜中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心北京102249 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司廊坊065099

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建... 详细信息

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建立串联管道机器人多体动力学模型和Adams与Matlab/Simulink双向流固耦合联合仿真求解模型,研究受管内环焊缝激励时不同舱体节数下多节串联式管道机器人的动力学响应情况、振动叠加情况和动力演化规律;建立管道内检测机器人振动综合评价指标,结合仿真数据和神经网络算法建立管道内检测机器人的结构优化模型并采用遗传算法进行参数寻优。研究结果表明:多节舱体压差式管道机器人受管内环焊缝激励时,每节舱体的轴向振动趋势类似,轴向加速度极值变化不大,且每节舱体过环焊缝时存在振动传递情况。优化后的管道机器人结构参数将轴向、垂向、俯仰加速度极值分别降低74.7%,38.1%,37.27%。

关键词：管道机器人流固耦合动力学响应减振优化多体动力学模型

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大扭矩螺杆钻具定子用橡胶材料的研究

特种橡胶制品 2024年第2期45卷 17-19,55页

作者：宋建赵玉钧罗西超于兴胜郭添鸣孙晓亮北京石油机械有限公司北京102206

从生胶、硫化体系、补强体系和特种功能助剂等着手,通过拉伸性能表征和耐磨性能、弹性模量及门尼粘度等实验比对,制备了大扭矩螺杆钻具用橡胶材料。结果表明,所获橡胶材料Shore A硬度为88,弹性模量在19 MPa以上,比常规产品提高1倍,而且... 详细信息

从生胶、硫化体系、补强体系和特种功能助剂等着手,通过拉伸性能表征和耐磨性能、弹性模量及门尼粘度等实验比对,制备了大扭矩螺杆钻具用橡胶材料。结果表明,所获橡胶材料Shore A硬度为88,弹性模量在19 MPa以上,比常规产品提高1倍,而且加工性能优良,综合性能佳;通过对成品样机进行台架试验,表明采用该橡胶的螺杆钻具整机效率可提高20%,满足大扭矩螺杆钻具目标要求。

关键词：大扭矩螺杆钻具油田定子橡胶硬度弹性模量

煤层气水平井随钻仪器工程方案研究与应用——以沁水盆地安泽区块为例

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中国煤层气 2024年第2期21卷 13-17页

作者：肖萌张立刚张国田北京石油机械有限公司北京102206

文章以沁南安泽区块为例,对工程地质因素、地质导向参数、防塌钻进等内容进行研究,从随钻仪器方面助力煤层气安全高效钻井。安泽区块3^(#)煤层具有夹矸层多、煤岩碎裂结构发育等特点,以工程技术结合地质要求开展导向方案与措施的优化,... 详细信息

文章以沁南安泽区块为例,对工程地质因素、地质导向参数、防塌钻进等内容进行研究,从随钻仪器方面助力煤层气安全高效钻井。安泽区块3^(#)煤层具有夹矸层多、煤岩碎裂结构发育等特点,以工程技术结合地质要求开展导向方案与措施的优化,制定出适合该区域的随钻仪器作业模板。本文采用近钻头方位伽马地质导向技术进行现场应用,对A13井实钻作业轨迹进行校正与控制。现场施工顺利,实际水平煤层段累计进尺882 m,钻遇率94.89%,安泽区块随钻仪器作业模板切实可行。

关键词：煤层气水平井近钻头方位伽马地质导向沁南安泽