介绍了大通径压裂快速连接管汇的组成、类型及发展现状,重点对国内外大通径压裂快速连接管汇技术特点进行了详细分析,总结出我国大通径压裂快速连接管汇今后的发展方向,并提出搞好当前设备研发的几点建议。

高压管汇连接将压裂车增压后的高压流体输送到井口,完成高压流体的输送任务。高压管汇连接已经成为制约大型压裂提速提效的一个短板,因此研究高压管汇连接对我国压裂工艺提速提效具有助推作用。文中分析了常规高压管汇连接在大型压裂应用时的问题,介绍了国内外主要厂家SPM、FMC、Schlumberger、Halliburton、宝鸡石油机械公司在高压管汇连接的研究进展。指出高压管汇连接向着去由壬、大通径、模块化、自动化方向发展。

壳体是闸板防喷器的主体,是承受井内压力的关键零件。文中建立了2FZ28-70双闸板防喷器的壳体模型,并采用ASME规范中长圆形截面容器理论和厚壁圆筒理论进行壳体强度理论计算,同时基于ABAQUS有限元分析软件对防喷器壳体在额定工作压力下进行强度分析。通过对两种分析方法所得结果进行对比,验证了闸板防喷器壳体强度理论计算方法的合理性,为壳体的进一步优化提供理论依据,保证了闸板防喷器使用的可靠性。

以某型号平台吊机的吊臂为研究对象,研究了海上作业时最不利工况下的力学分析。并基于APDL语言,以吊臂的主杆、腹杆、钢丝绳的截面参数为设计变量,以各个杆的应力不超过其材料的许用应力为约束条件,以整个吊臂的挂质量为目标函数,经过零阶优化,得到符合约束条件且质量较轻的截面参数,可为平台吊机的轻量化设计提供参考。

隔水管张紧系统作为海洋浮式钻井的关键装备,其主要用于为隔水管系统提供恒定的顶部张力,克服船体升沉运动对系统的影响,保障隔水管系统的安全。传统的设计过程往往采用手工计算的方法,无法将张紧器和隔水管作为一个整体统一考虑,针对该情况,在AMESim仿真平台搭建张紧器-隔水管动力学仿真模型,分析系统性能及相关影响因子,并对在实际过程中使用较频繁的充放气过程进行了模拟。研究结果可为隔水管张紧器的设计优化和实船应用提供一定的理论依据。

油气钻井作业环境恶劣,工作强度大,属高危作业,研究机器人技术在油气钻井作业中的应用意义十分重大。油气钻机用的自动井架工是一个多自由度的多关节机械手,是机器人技术的典型应用。为研究其轨迹规划和为进一步完成自动井架工的控制系统设计奠定基础,详细叙述了自动井架工运动学模型的建立,完成自动井架工进行了运动学位姿分析和速度正解、逆解分析;并对控制控制系统需求的控制变量进行求解;推导过程完整简洁,便于控制系统软件设计,对开发设计该类型的机械手系统有重要的参考和借鉴意义。

介绍了第四强度理论、极限设计理论、应力线性化等常见的有限元分析结果评判方法,并分析了这些方法用来校核吊环有限元计算的局限性,基于API Spec 8C中强度分析的指导思想,提出了吊环静强度计算应以危险截面上最大平均应力值作为计算应力。以DH500吊环为例,用ANYSY软件中提取平均应力的功能得到了各危险截面的安全系数,吊环强度足够,与2倍拉伸载荷试验结果一致。说明用吊环危险截面上的平均应力来校核吊环强度是合适的。

为了实现多专业实时协同设计,建立一个详细的BOP移运装置的3D数字化模型。针对PDMS软件在BOP移运设备上的应用,系统地阐释了PDMS软件在项目实施过程中管道建库方面的基本设计流程,希望通过该文为今后其它项目建库提供参考。

介绍了螺纹牙强度校核理论计算模型和常用的螺纹连接有限元仿真方法。以3-1/4-6SA螺塞为例,提出了一种新的螺纹件分析仿真方法,即去除非工作螺纹始端和末端,避免接触计算,使用柱坐标显示螺纹牙剪切应力和弯曲应力。分析结果与理论计算相对误差分别为5.40%和39.28%,为螺纹牙强度校核提供了一种新思路。