针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。

为解决国内压裂管汇连接作业效率低、劳动强度大和布局不规范等问题,研制了105 MPa多自由度快速连接压裂管汇橇。该橇将高压管汇总成、低压管汇总成、多自由度快速连接压裂桥臂和液压助力系统等集成设计到橇装结构上,其中液压助力系统可平衡压裂桥臂自身重力,实现压裂管汇橇与压裂车之间的快速连接,可根据不同工况需求,通过调节液压来调整平衡力和压裂管汇桥臂的运动速度。该橇配置的减震系统可减小压裂管汇橇受到的脉冲振动,延长其使用寿命。采用多自由度快速连接压裂管汇橇连接8台压裂车用时34 min,作业完成后撤场用时26 min,与连接和撤场用时均在5 h以上的常规压裂管汇橇相比,作业效率提高10倍以上。105 MPa快速连接压裂管汇橇满足现场提速提效、安全生产要求,具有广阔的应用前景。

以深海电液换向阀为研究对象,在介绍国外深海电液换向阀在复合电液型水下生产控制系统中的应用情况及国内外学者在深海电液换向阀研究领域取得成果的基础上,总结出电液换向阀应用在海洋深水工况条件下应具备的性能要求;通过分析深海电液换向阀的工作原理和技术特点,得出性能要求的实现方式;最后结合我国实际情况提出了几点电液换向阀研制建议,以期为深海电液换向阀的国产化研制提供参考。

为了厘清柱塞往复运动过程中,密相CO2柱塞泵内CO2温度、压力的演变规律,考虑CO2物性参数随温度、压力的变化,建立了密相CO2柱塞泵的全周期三维热流耦合动态数值模型,分析了柱塞和阀的耦合运动特性、泵内CO2温度场和压力场的演变,以及阀弹簧预紧力对阀位移、入口和出口回流的影响规律。研究结果表明压缩过程是升温、升压过程,余隙容积内残留有高温、高压CO2;吸入阶段,余隙容积内的高温、高压CO2膨胀,挤占理论容积;同时,余隙内的CO2与吸入的CO2混合,导致混合CO2的温度升高、吸入CO2的质量减少;随着吸入阀弹簧预紧力的增加,吸入阀的开启速度变慢、关闭速度变快,有效降低了回流量峰值;随着排出阀预紧力的增加,阀的最大开度、滞后角度、回流流量峰值均减小;但是,较大的预紧力会引起排出阀关闭时振荡。研究结果可为密相CO2柱塞泵的优化设计提供...

LGFD—3 /T—X型螺杆压缩机由压缩机主机、油路系统、气路系统、风冷却系统及压力调节系统组成。压力调节系统通过卸荷阀、压力阀、滑阀、电磁阀、压力调节器控制压缩机在启动、负载、卸载 3个过程中压力变化, 在工作中常发生加不上压的故障, 由于系统复杂, 很难根据简单的说明书判断故障原因。为此, 在叙述螺杆压缩机结构原理、工作过程的基础上, 结合实际给出正确的维修操作规范和加不上压的原因判断, 并用分步分析法给出检测顺序及各零部件检测方法。

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提...

为解决油田分层注水封隔器工艺成功率低的问题,研制了一种可钻封隔器。该封隔器内径为62 mm,零件采用非金属可钻复合材料;封隔器采用双活塞低压坐封,减小了坐封压差,增强了坐封可靠性;筛选耐高温高压胶筒,尽可能缩小胶筒厚度。通过对胶筒密封机构进行仿真分析,得出不同工作压力下胶筒与套管内壁的接触压力与胶筒压缩距。对仿真结果进行分析可知,密封机构满足设计要求且密封性能良好。室内试验和现场应用结果表明:可钻封隔器坐封顺利,解封可靠,整体密封性能良好。密封压差可达35 MPa,常温至120℃高温下承压25 MPa,能够满足高温、高压等复杂环境下的工作需求,工艺成功率100%,应用效果良好。此封隔器的研制成功为分层注水井的应用提供了技术支持,对油田实现降本增效起到了良好作用,具有广阔的推广应用前景。

针对目前国内市场常用40、50及70型钻机顶部驱动装置,考虑其拉伸载荷试验的必要性和类型的多样性,开展了顶驱通用型拉伸试验台技术研究,并制定了相应的技术方案。设计的顶驱通用型1000 t拉伸试验台克服了因尺寸不同而无法兼测多类型顶驱拉伸性能的难题,实现了70型及其以下类型顶驱兼容性拉伸检测;拉伸试验台通过计算机软件控制系统+三位四通比例电磁阀组合可实现自动控制,通过手动控制阀+手动回油阀+三位四通电磁阀组合使用可实现手动控制;试验结果表明,该试验台具备顶驱拉伸性能检测能力,可实时显示并打印试验结果及曲线,同时安全性高,具有检测破断后自动卸载等功能。应用该试验台试验可确保钻机顶驱装置使用的安全性与可靠性。

为实现海上油气井侧钻和弃置等作业中套管的经济、高效回收,突破平台修井设施拔桩载荷能力限制,研制了一种基于液压驱动的套管拔桩工具。通过理论分析与模拟试验对拔桩工具能力进行了研究,计算了工具的理论拔桩能力,建立了水泥胶结状态下可拔出套管长度与拔桩力、水泥胶结强度、待拔桩套管外径及套管自重等的关系模型,并开展了套管拔桩全尺寸模拟试验,验证了工具的拔桩能力。研究结果表明:在液压缸20 MPa额定工作压力下,工具可产生3025.5 kN的拔桩力;以常用的ø244.5 mm胶结套管为例,额定工作压力下的理论可拔出长度为2.772 m;室内全尺寸模拟试验条件下,拔出同样长度水泥胶结的同尺寸套管,理论计算结果与全尺寸拔桩模拟试验结果误差仅为7.13%,符合性良好。理论分析及全尺寸模拟试验验证了液压拔桩工具的可行性,所得结果可为工具现场应用提...

在油田修井作业中,为了有效提高修井作业效率,降低人工操作的安全风险,同时还为了符合自动化修井机高集成度、模块化的设计理念,减小油管扶正机械手的安装体积,设计了折叠式油管扶正机械手。分析了油管抓手、油管定位机械臂和折叠机械臂等主要结构,阐述了定位机械臂的校正并实现油管对中功能的原理。选用合适的液压缸并设计了同步分流单向阀锁紧液压回路,保证了机械手工作的安全与稳定。该机械手可以远程操控以完成对油管的抓放、推送、扶正和井口对中等操作,实现了井口无人化作业。现场应用结果表明,油管扶正机械手对中精准,快速稳定,减轻了工人的劳动强度,同时也提高了安全性。