检索结果-内蒙古大学图书馆

石油钻探技术 2025年

作者：冯定梁金力王健刚张红施雷苗恩铭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重庆理工大学机械工程学院

油气装备与数字孪生技术的结合，是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键一步。为实现装备在工况复杂和作业环境恶劣条件下的行为状态监测、性能评估等系列功能，开展了油气装备数字孪生技术研究。依据数字孪生技术理论，... 详细信息

油气装备与数字孪生技术的结合，是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键一步。为实现装备在工况复杂和作业环境恶劣条件下的行为状态监测、性能评估等系列功能，开展了油气装备数字孪生技术研究。依据数字孪生技术理论，考虑油气装备各系统间关系，结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法，构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象，建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体。通过应用示范，验证了理论研究的可靠性，为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测等方面研究提供了一套基于数字孪生技术的应用理论。

关键词：油气装备数字孪生机理模型齿轮齿条钻机

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油气装备数字孪生技术体系构建与应用示范

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石油钻探技术 2025年第2期53卷 1-10页

作者：冯定梁金力王健刚张红施雷苗恩铭长江大学机械工程学院湖北荆州434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心湖北荆州434023 重庆理工大学机械工程学院重庆400054

油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油... 详细信息

油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油气装备各系统间的关系,结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法,构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象,建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体,通过应用示范,验证了理论研究的可靠性。研究结果为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测提供了基于数字孪生技术的应用理论依据。

关键词：油气装备数字孪生机理模型齿轮齿条钻机

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冲击载荷作用下埋地管道的破坏形态研究

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石油机械 2020年第12期48卷 146-152页

作者：白冰洁黄子川杜国峰长江大学城市建设学院湖北省油气储运工程技术研究中心

为了解不同参数条件下埋地管道的破坏形态,利用有限元软件ABAQUS建立的数值模型进行了仿真计算,分析了不同管径的钢制管道塑性区域分布、管道峰值应力与变形情况,考察了不同壁厚与埋深条件下管道的冲击响应和破坏形态。研究结果表明:相... 详细信息

为了解不同参数条件下埋地管道的破坏形态,利用有限元软件ABAQUS建立的数值模型进行了仿真计算,分析了不同管径的钢制管道塑性区域分布、管道峰值应力与变形情况,考察了不同壁厚与埋深条件下管道的冲击响应和破坏形态。研究结果表明:相同冲击作用下,随着管径增大,管道的破坏形态由弯曲破坏转变为局部屈曲破坏;在一定范围随着管径增大,管道的应力峰值下降,当到达临界值时,峰值应力会增大;壁厚对管道的破坏形态影响较大,随着管道壁厚增大,管道的峰值应力减小,局部变形减小,整体弯曲变形增大;随着管道埋深增加,管道的破坏形态发生改变且局部变形减小。在实际工程中,可以通过管道的壁厚、埋深和管径来综合调控管道在冲击作用下的破坏形态。研究结果可为埋地管道的设计和维护提供参考依据。

关键词：埋地管道冲击载荷破坏形态数值模拟参数分析

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基于传递矩阵法的指向式旋转导向工具主轴振动特性

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振动与冲击 2024年第16期43卷 129-135,165页

作者：张红蔡小龙冯定王鹏唐博长江大学机械工程学院湖北荆州434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心湖北荆州434023

指向式旋转导向工具应用于井眼轨迹控制时,其主轴的动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,而在钻进工况下,工具钻压传递机构在主轴上的位置对主轴的动力学特性起着重要的作用。因此,为了分析钻压传递机构的位置对主轴动力... 详细信息

指向式旋转导向工具应用于井眼轨迹控制时,其主轴的动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,而在钻进工况下,工具钻压传递机构在主轴上的位置对主轴的动力学特性起着重要的作用。因此,为了分析钻压传递机构的位置对主轴动力学特性的影响,利用多体系统传递矩阵法建立了指向式旋转导向工具外壳-轴承-主轴系统的动力学模型。通过推导主轴上任意节点的几何和力学方程,该研究能够评估钻压传递机构的位置对主轴动态性能的影响规律。结合实例运算分析了钻压传递机构的安装位置对主轴固有频率和振型的影响,探讨了工具造斜时,钻压传递机构安装位置对主轴动态位移的影响。结果表明,随着钻压传递机构安装位置距离钻头越远,主轴固有频率和动态位移均增大,因此在满足工作要求下,推荐钻压传递机构安装位置尽可能靠近钻头端。为验证基于传递矩阵法建立的主轴动力学模型的正确性以及钻压传递装置安装位置对主轴动态位移影响规律,在指向式旋转导向工具试验台架上进行了钻进工况下主轴测点偏移量测试试验,结果表明,试验测得的数据与理论计算的数据基本吻合,误差最大仅为6.47%。

关键词：指向式旋转导向工具传递矩阵法主轴振动特性

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跨断层埋管力学行为的多参数模拟分析

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武汉大学学报（工学版） 2017年第6期50卷 874-880页

作者：曾希董飞飞廖恒杜国锋长江大学城市建设学院湖北省油气储运工程技术研究中心湖北荆州434023

为研究断层错动对埋地管道的影响,采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,建立三维管土相互作用的非线性有限元模型,分析断层位移、管径、壁厚、断层及场地类型等参数对管道受力与变形的影响.研究结果表明,管道主要的破坏形态为受拉破坏;断... 详细信息

为研究断层错动对埋地管道的影响,采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,建立三维管土相互作用的非线性有限元模型,分析断层位移、管径、壁厚、断层及场地类型等参数对管道受力与变形的影响.研究结果表明,管道主要的破坏形态为受拉破坏;断层位移较大时,管道在逆断层作用下的应变反应要大于在正断层作用下的应变反应;场地类型对管道受力与变形有较大影响;增加管道的壁厚能够明显减小管道的拉伸应变峰值,有利于增强管道的抗力性能;断层位移较小时,采用小口径管道能够减轻管道破坏.

关键词：断层埋管数值模拟参数分析

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基于振动台模型试验的高落差埋地管道地震响应研究

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地震工程与工程振动 2021年第1期41卷 193-202页

作者：焦文帅徐晋东肖伟周俊杜国锋长江大学城市建设学院湖北荆州434023 湖北省油气储运工程技术研究中心湖北荆州434000 中国葛洲坝集团第三工程有限公司陕西西安710000

为研究高落差埋地管道的地震响应,进行了高落差埋地管道振动台模型试验和有限元数值模拟,探讨管道径厚比、管道倾角、地震波入射角、地震动峰值加速度和管道埋深对高落差埋地管道地震响应的影响规律。试验结果与数值模拟结果符合较好。... 详细信息

为研究高落差埋地管道的地震响应,进行了高落差埋地管道振动台模型试验和有限元数值模拟,探讨管道径厚比、管道倾角、地震波入射角、地震动峰值加速度和管道埋深对高落差埋地管道地震响应的影响规律。试验结果与数值模拟结果符合较好。研究结果表明,在入射角0°的地震波作用下,高落差埋地管道轴向应变峰值随着管道径厚比的增大而增大;在一定管道倾角范围内,管道轴向应变峰值随着管道倾角α的增大而增大;当地震波入射角度从0°变化到60°时,管道上下表面的轴向应变减小,侧面的轴向应变增大;管道应变随着地震动峰值加速度和管道埋深的增加而增大;相同地震作用下,管道最大轴向应变出现在下弯管1/3处附近。

关键词：高落差埋地管道振动台模型试验地震响应

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喷淋作用下的深水测试放喷热辐射规律及关键参数

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天然气工业 2024年第2期44卷 111-121页

作者：孙巧雷刘语维张崇夏乐冯定邓龙任冠龙董钊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中海石油(中国)有限公司湛江分公司

在深水天然气测试过程中,多相混合物会通过地面流程分离、泄压、加热后通过燃烧臂放喷燃烧,现场一般采用喷淋的方式来降低热辐射的影响。为了降低深水放喷测试作业时平台及燃烧臂的热辐射风险隐患,首先采用Thornton模型研究了火焰表面... 详细信息

在深水天然气测试过程中,多相混合物会通过地面流程分离、泄压、加热后通过燃烧臂放喷燃烧,现场一般采用喷淋的方式来降低热辐射的影响。为了降低深水放喷测试作业时平台及燃烧臂的热辐射风险隐患,首先采用Thornton模型研究了火焰表面辐射能量、视角系数以及水幕透射率等参数,构建了喷淋作用下放喷火焰的热辐射通量计算模型,并结合现场燃烧放喷下的仿真模型,应用有限元软件分析了放喷喷淋影响下的火焰温度和辐射量变化规律。研究结果表明:(1)喷淋形成的水幕使靠近平台区域的温度和辐射量明显降低,放喷管道附近的辐射量由2 050 W/m^(2)减小到了1 840 W/m^(2);(2)在单个水幕的作用下,水幕吸收了一定的热辐射量,水幕温度从11.85℃上升到约26.85℃;(3)由于平台附近的空气中CO_(2)和H_(2)O含量较低,空气的热辐射吸收系数较小,温度主要受到热对流的影响,空气温度基本保持在26.85~36.15℃之间;(4)不同放喷管径和产量变化下平台附近区域的温度和辐射量变化趋势基本一致,管径减小使得辐射峰值增大。结论认为,该研究成果进一步明确了深水测试放喷不同工况下的热辐射分布,为深水地面放喷热辐射设计分析及安全控制提供了技术支撑。

关键词：深水测试放喷燃烧嘴喷淋作用辐射温度辐射量辐射分布燃烧

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深水测试管柱与隔水管的横向承载特性

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天然气工业 2020年第12期40卷 106-115页

作者：孙巧雷李中王尔钧冯定陈文康刘统亮严淳鳀长江大学机械工程学院 434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心中海油研究总院有限责任公司

在海上深水油气井测试过程中,隔水管、测试管柱与海水、环空流体、管内流体相互作用,并组成海上测试的“管中管”结构体系,目前对于由隔水管—测试管柱组成体系产生的复杂横向承载特性的认识不足。为了给海上安全测试作业的控制提供理... 详细信息

在海上深水油气井测试过程中,隔水管、测试管柱与海水、环空流体、管内流体相互作用,并组成海上测试的“管中管”结构体系,目前对于由隔水管—测试管柱组成体系产生的复杂横向承载特性的认识不足。为了给海上安全测试作业的控制提供理论支撑,针对我国南海测试使用“管中管”体系结构及作业水深超过900 m的特点,建立了海水段测试管柱的井筒温度场、压力场及轴向力计算模型;考虑内外流体与管柱相互作用,建立了隔水管和测试管柱横向动态受力模型;基于数值求解方法,进行了不同顶张力、悬挂力、海流流速及平台漂移下的“管中管”结构体系横向承载特性分析。研究结果表明:①增大顶张力、悬挂力均能减小管柱体系的横向最大承载参数,同等幅度下的顶张力对管柱横向承载参数的影响更明显;②随着海流流速的增加,管柱体系的最大横向位移、转角、弯矩增大明显;③随着平台漂移量的增加,管柱体系的最大转角和弯矩先减小后增大,即顺着海流方向使平台产生适当的漂移有助于减小管柱体系横向的最大承载参数。结论认为,该研究成果可对海上测试作业的安全控制提供理论支撑。

关键词：海上深水油气井测试隔水管测试管柱管中管横向承载参数分析海流流速

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一种新型多级可变径稳定器工作机理研究

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工程设计学报 2017年第6期24卷 710-716页

作者：杨行夏成宇钱利勤涂忆柳孙巧雷王鹏长江大学机械工程学院湖北荆州434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心湖北荆州434023

针对目前国内可变径稳定器结构复杂、制造成本高等问题,设计了一种主要用于水平井井眼轨迹微调的新型多级可变径稳定器。该稳定器能在钻井液驱动力作用下通过改变销钉在行程控制轮导向滑槽中的状态来实现多级变径,针对其结构特点,对其... 详细信息

针对目前国内可变径稳定器结构复杂、制造成本高等问题,设计了一种主要用于水平井井眼轨迹微调的新型多级可变径稳定器。该稳定器能在钻井液驱动力作用下通过改变销钉在行程控制轮导向滑槽中的状态来实现多级变径,针对其结构特点,对其工作原理进行了介绍。基于纵横弯曲法理论,并考虑均布载荷及弯矩等因素的联合作用,建立了包含多级可变径稳定器的井下钻具组合的力学模型,得到了钻井液驱动力与稳定器支撑块伸出长度之间的关系式,计算了不同支撑块伸出长度所需最小钻井液驱动力和钻头侧向力的值,结果表明该可变径稳定器能实现增斜、降斜和稳斜功能。研究成果为多级可变径稳定器的结构设计和优化提供了技术指导。

关键词：可变径稳定器行程控制轮纵横弯曲法井眼轨迹微调钻井液驱动力

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深水钻井隔水管与井口耦合作用力学仿真分析

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应用力学学报 2017年第5期34卷 981-987页

作者：向正新钱利勤夏成宇王杰华勇涂忆柳长江大学机械工程学院荆州434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心荆州434023

深水钻井时由于海底情况复杂,井口系统的稳定性可能受到诸多因素的影响。本文结合实际工况,综合考虑浪流载荷和地基反力等因素,建立了深水钻井系统力学理论模型,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响规律。... 详细信息

深水钻井时由于海底情况复杂,井口系统的稳定性可能受到诸多因素的影响。本文结合实际工况,综合考虑浪流载荷和地基反力等因素,建立了深水钻井系统力学理论模型,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响规律。分析结果表明:上部载荷对地层管柱作用都集中在管柱的上部较短区域,作用能力有限;增加张紧力可以减小隔水管的横向位移和截面弯矩,有利于隔水管的稳定,但是会增加地层组合管柱的横向位移和弯矩,增加井口装置倾覆的风险;过大的平台偏移量会导致全段管柱较大的横向位移和截面弯矩,使得管柱被破坏的可能性大幅度增加。所以在钻井作业时,有必要控制平台偏移量,取用合适的张紧力,保证作业安全。

关键词：深水钻井隔水管平台偏移张紧力井口耦合

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