以功率分流系统中的两种典型渐开线花键副为研究对象,分别建立了纯转矩作用下齿向载荷分配系数的解析模型,研究了载荷作用位置、转矩分配和花键扭转刚度对齿向载荷分配的影响。结果表明,对于第一种渐开线花键副,随着齿向载荷分配位置和载荷分配比例的增加,最大载荷分配系数先减小后增加,存在最优载荷作用位置和最优载荷分配比例,使最大齿向载荷分配系数达到最小,减小比例分别为56.67%和51.83%;当左侧扭转刚度为450×106N/rad且右侧扭转刚度为522×10~6N/rad时,最大载荷分配系数达到最小值2.08;对于第二种渐开线花键副,随着左侧转矩位置的增加,最大载荷分配系数逐渐增加,增加比例为14.36%;而载荷分配对最大载荷分配系数的影响很小;随着扭转刚度的增加,最大载荷分配系数呈线性比例增加,增加比例为16.86%。

针对油气弹簧O形圈低温往复条件下普遍出现的失效现象,采用有限元方法建立O形圈摩擦力计算模型,研究常温与低温工况下O形圈的应力、接触宽度、摩擦力随油液压力的变化规律。结果表明,随油液压力的增加,常温下O形圈的应力、接触宽度、摩擦力均增大,而低温下Von Mises应力、接触宽度减小,接触应力和摩擦力增大;低温工况下O形圈的Von Mises应力、接触应力和摩擦力远大于常温工况;当油液压力大于12 MPa时,摩擦力随油液压力的变化率增加;低温工况下橡胶材料的玻璃化导致的O形圈拉力与摩擦力增大是其密封性能下降进而失效的主要因素,实际使用中必须予以考虑。

在渤海油田超深井、大位移井和水平井修井过程中,因受管柱自重、强度、井筒磨阻大、修井机提升能力不足等因素影响,导致遇卡管柱打捞困难。针对该问题,本文开展了井下液压增力打捞工艺的研究与应用。井下液压增力系统包括液压锚定器、液压增力器、旋转截止阀等单元,通过改变打捞管柱的受力方式,在卡点处产生大吨位拉力,使井下落鱼产生移动。该新型打捞工艺可大幅降低施工成本,提升安全性和科学性。在渤海油田已累计实施井下增力打捞30井次,成功拔出25口井内的遇卡管柱,效果显著。

研究一种基于理论计算与CFD仿真的胀圈密封环轴槽间隙尺寸设计方法。基于流体力学的基本方程,建立胀圈密封流场的数学模型;结合实际工况与使用要求,确定胀圈密封环与轴槽径向间隙、轴向间隙及配流衬套与旋转轴之间的间隙尺寸的约束范围;建立流场的计算流体力学模型,通过正交试验设计,分析影响胀圈密封性能的高灵敏度因素;以密封泄漏量最小为目标函数,选取最佳的轴槽间隙设计参数。结果表明,研究的3种间隙中,相比于胀圈密封环与轴槽的径向间隙、轴向间隙,配流衬套与旋转轴之间的间隙对密封环的泄漏量影响更为显著,当配流衬套与旋转轴之间的间隙增大,泄漏量也随之增大。