国家自然科学基金(51275057)
- 作品数：29 被引量：125H指数：7
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- 相关机构：长江大学三峡大学中国石油大学（北京）更多>>
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- 相关领域：石油与天然气工程机械工程天文地球金属学及工艺更多>>
- 气体钻井连续循环短节主通阀的设计与分析被引量：5
- 2014年
- 气体钻井连续循环短节主通阀可能会遇到阀本体强度失效、阀球转动失效和密封失效等问题。对气体连续循环短节主通阀阀球进行了力学分析,计算出靠人工转动阀球打开主通阀时阀体上、下所需的压力差。对主通阀阀体进行了局部三维分析,分析结果表明,最大应力出现在4个上开口挡圈与阀体的作用面上靠近凹槽根部,最大应力达192.8 MPa,满足强度条件。对主通阀密封进行了设计和计算,主通阀在内、外压差从5 MPa到35 MPa的变化过程中,主通阀的密封副所受作用力都大于密封面必须作用力,保证了所设计的主通阀满足密封性能要求。
- 冯定于章丽夏成宇钱利勤晏健魏世忠涂忆柳
- 关键词：气体钻井密封有限元分析
- 基于正交试验的钻井用水力振荡器结构性能参数设计被引量：2
- 2018年
- 水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,延缓钻井完成时间;如振荡力过大,则会影响其他井下工具正常工作,严重时会造成安全事故。利用Fluent滑移网格及UDF模拟阀组流道在实际工况下的运动状态,计算产生振荡力的压降,并结合试验数据验证了其正确性。为得到不同结构性能参数下的压降数值,对动、定阀孔尺寸及动阀孔偏心距进行正交试验设计,筛选出压降均值为2~4.5 MPa区间的结构参数组合。该研究结果对水力振荡器的设计有重要指导意义。
- 赵钰冯丽莹涂忆柳涂忆柳许凤华王鹏
- 关键词：FLUENT正交试验压降
- 高造斜井眼控制工具主轴力学分析与试验研究被引量：7
- 2014年
- 综合考虑了高造斜井眼控制工具外壳和主轴的相互作用,推导出钻头偏转角和主轴变形轨迹与外壳刚度、主轴刚度及工具的结构参数相关的计算公式,建立了主轴在静态条件下的力学模型。通过模型计算得出钻头偏转角θ2=0.653 5°。利用高造斜井眼控制工具的试验台架进行试验验证,试验测得钻头偏转角θ2=0.638 9°。试验测得的数据与理论推导的数据非常接近,由此验证了所建力学模型的合理性。
- 冯定肖苏宸夏成宇钱利勤魏世忠涂忆柳王旭东
- 关键词：偏转角
- 井眼轨迹控制工具内偏心环啮合与运动轨迹模拟被引量：3
- 2014年
- 偏心环是高造斜率井眼轨迹控制工具造斜的核心部分。精确控制内、外偏心环是高造斜率井眼轨迹控制工具轨迹控制精度高、井眼净化好等诸多优异性能的保证。为此,通过运用SolidWorks Motion动态模拟,对内、外偏心环的理想工作状态和实际工作状态分别进行仿真和对比分析,得到偏心环的实际运动轨迹和内偏心环啮合尺寸的内在联系,指出开孔直径与螺栓直径的差值应该大于整个偏心机构的偏心距才不会干涉,从而选择出高造斜率井眼轨迹控制工具最佳的内偏心环驱动啮合尺寸。该项研究结果对高造斜率井眼轨迹控制工具的优化设计具有重要意义。
- 张红罗权夏成宇冯定廖振武孙巧雷魏世忠
- 关键词：偏心环井眼轨迹SOLIDWORKSMOTION
- 深水测试管柱应力分布规律与动态响应分析被引量：13
- 2020年
- 为了研究深水测试管柱在不同工况下的应力分布规律及内压波动对管柱动态响应参数的影响,根据深水测试管柱作业特点及结构,推导了测试管柱的轴向力、轴向应力、径向应力和环向应力计算公式,建立了海水段测试管柱的横向及纵向振动模型。根据不同工况,建立了测试管柱的有限元模型,进行了测试管柱最大应力及内压波动下的动力响应分析。研究结果表明:测试管柱各段的最大应力随水深的增加而减小、随悬挂力的增大而增大;由于泊松耦合的影响,最大应力与水深的变化率随着内外压差的增大而增大;初开井前,由于测试管柱的内加压和环空泄压,测试管柱出现最大应力,其值为255.7 MPa,但各工况下测试管柱的安全系数满足强度使用要求;内部压力波动周期对测试管柱的应力响应影响显著,低周期的内压波动使管柱应力过度增大,管柱易发生危险。研究结果可为深水测试管柱的强度研究提供一定的指导。
- 唐咸弟孙巧雷李中冯定冯定孟文波颜帮川
- 关键词：深水测试管柱应力分布安全系数
- 井眼轨迹控制工具导向运动控制研究被引量：4
- 2017年
- 基于井眼轨迹控制工具的结构特点,建立导向机构的数学模型,分析了导向过程中偏置机构合位移的形成及其分解方法。考虑了工具外套变形对主轴偏置运动的影响,以及不旋转外套发生微小转动的情况,推导出调整主轴到目标点的控制方程。根据内外偏心环初始位置及目标点坐标选择最优路径,从而使调整时间最短。利用井眼轨迹控制工具试验装置的试验数据得出仿真曲线,验证了推导方程的正确性。
- 冯定卢昌张红黄锴
- 关键词：井眼轨迹
- 基于Kriging代理模型的造斜率预测方法研究被引量：3
- 2017年
- 造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数关系。从回归分析预测法的角度,提出一种采用Kriging代理模型构建预测功能函数,进行造斜率预测的新方法。该方法基于空间插值理论,以造斜率预测值为输出目标。首先选取造斜率主要影响因素作为输入参数,确定训练样本和测试样本;然后,计算Kriging模型中的最优超参数,并构建该预测模型。最后,以测试样本为基准,计算模型预测性能指标,完成对Kriging代理模型的造斜率预测性能评价。通过现场案例研究表明,与常见的多元回归模型和径向基函数模型(radial basis function,RBF)相比,基于Kriging代理模型的造斜率预测方法在均方根误差(root-mean-square error,RMSE)、最大绝对误差(maximum absolute error,MAE)和平均绝对误差(average absolute error,AAE)3个常见的定量指标上表现了更佳的预测性能。预测结果更稳健,计算量更小,对造斜率的预测精度较高,能克服几何法预测精度不高或力学法计算量大等缺点。在工程应用中能节约计算成本和提高预测效率,便于推广应用。
- 张红涂忆柳冯定施雷卢昌孙巧雷
- 关键词：造斜率多元回归模型
- 高造斜井眼轨迹控制工具主轴力学行为研究与优化设计被引量：1
- 2016年
- 依据高造斜井眼轨迹控制工具的基本结构，建立实际工况下的主轴力学模型.分析了钻压、偏置机构的偏距对主轴力学行为的影响规律，分析得出，外壳与主轴存在较强的相互作用；增加钻压会降低钻头偏转角、偏置机构作用力和主轴最大截面弯矩；钻头偏转角、偏置机构作用力和主轴最大截面弯矩随着偏置机构偏距的增加而线性增加.通过分析偏置机构安装位置、主轴刚度对主轴力学行为的影响规律得出，降低主轴刚度能有效减小偏置机构作用力和主轴最大截面弯矩，且不影响钻头的偏转角.该分析能有效指导高造斜井眼轨迹控制工具的设计与现场应用.
- 王杰钱利勤夏成宇鄢标冯定涂亿柳
- 关键词：主轴力学模型
- 井眼轨迹控制工具主轴力学行为分析被引量：9
- 2016年
- 采用梁单元模型对井眼轨迹控制工具主轴进行简化,基于动态有限元显示积分算法,分析了主轴转速、偏移量及钻压对主轴力学行为的影响。结果表明:主轴转速及钻压对主轴力学行为影响较小;随着偏移量的增加,偏心环作用力、下支撑轴承作用力、钻头侧向力逐渐增加。并通过室内试验,验证了主轴力学行为仿真分析的正确性。
- 冯定鄢标夏成宇张红施雷涂忆柳
- 关键词：主轴
- 旋转轴唇形密封接触分析被引量：7
- 2017年
- 针对旋转轴唇形密封在实际使用与装配过程中因存在加工误差与装配误差导致的密封唇与旋转轴贴合不紧密的问题,提出了1种带副唇的旋转轴唇形密封接触分析模型。该模型主要研究装配后密封与旋转轴的接触情况,并采用Mooney-Rivlin模型处理密封圈橡胶的应力应变关系。通过有限元分析软件对模型进行了计算,分析了该型密封圈装配后的不同压缩量情况下密封与旋转轴的接触应力。研究结果表明,随着压缩量的增大,密封圈主唇接触应力随之增大,当压缩量达到0.7mm时副唇与旋转轴接触,达到阻止外部灰尘进入的理想工作状态,继续增大压缩量时,主唇接触应力随压缩量的增加幅度有所减缓。因此使用此种密封圈时应保证装配后密封圈的压缩量在0.7mm以上。
- 施雷冯一璟冯定向如涂忆柳
- 关键词：唇形密封接触应力
