极端条件下气井油套管端力学行为及其螺纹密封机理研究
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1.冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力研究
- 关键词:
- 冷弯薄壁C型钢 双肢闭合拼合柱 极限承载力 组合效应 DSM 基金资助:国家自然科学基金项目(51574198); DOI:10.13204/j.gyjzG21070506 专辑:工程科技Ⅱ辑 专题:建筑科学与工程 分类号:TU392.1 手机阅读
- 董事尔;杨博;张爱荣
- 0年
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- 期刊
为得到冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力的计算公式,采用有限条软件CUFSM以及直接强度法DSM计算得到单肢冷弯薄壁C型钢构件的极限承载力,并运用ABAQUS有限元分析软件计算出轴压作用下的冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力。通过对比不同截面几何参数下的单肢冷弯薄壁C型钢构件与冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力,分析得到各个参数对拼合柱组合效应系数的影响规律,确定出组合效应系数与两个重要参数的函数关系。采用1stopt拟合软件对大量已得到的组合效应数值进行回归分析,建立了冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的组合效应系数简化公式以及极限承载力计算公式。
...2.极端条件下气井油套管特殊螺纹管端力学行为及其密封机理研究
- 关键词:
- 特殊螺纹;极端条件;密封理论;蠕变松弛;接触力学;弹塑性力学;粘弹性力学
- 张颖
- 指导老师:西南石油大学 练章华
- 0年
- 学位论文
本文在国家自然科学基金“极端条件下气井油套管端力学行为及其螺纹密封机理研究”(编号:51574198)的资助下完成。针对“极端”条件下气井油套管特殊螺纹金属对金属密封面结构特点,采用理论建模、试验研究和有限元仿真模拟三者相结合的方法,并根据弹塑性理论、粘弹性理论、蠕变松弛效应、时温等效原理、Hertz接触力学理论和Bezier曲线设计理论,对特殊螺纹气密封泄漏原理开展了系统的研究。为“极端”条件下油套管特殊螺纹气密封结构的设计和评价提供了理论依据。研究的主要内容和取得的成果如下:(1)在国内外油套管特殊螺纹的连接理论、密封理论、有限元法和试验研究现状的基础上,分析了特殊螺纹金属密封机理和气密封泄漏理论研究领域存在的问题及其发展的方向,并提出了研究思路和主要内容。(2)设计并开展了油套管材料高温条件下的单轴拉伸蠕变试验,测试了油套管试样在不同温度环境下、不同拉应力作用下的蠕变力学行为,研究了油套管材料的蠕变力学性能规律。并根据金属材料蠕变行为和松弛行为的内在联系,建立了油、套管材料的应力松弛数学模型,得到了温度和应力载荷作用对油套管材料松弛力学行为的影响规律。(3)基于油套管材料的蠕变试验结果,建立了油套管材料的粘弹性本构模型,获得了油、套管材料的松弛模量和Prony级数,并根据时温等效原理,获得了油套管材料的温度转换因子。建立了“极端”条件下气井油套管特殊螺纹主密封面接触应力松弛的有限元模型,得到了不同温度下,螺纹接头密封面上接触应力随时间的变化关系,为“极端”条件下气井油、套管安全服役时间预测以及油、套管选材提供了理论依据。(4)基于油套管特殊螺纹结构特征分析,建立了特殊螺纹主密封面静载荷作用下接触应力的力学模型和数学模型。考虑高产气井中油管柱受气流颠振,建立了特殊螺纹主密封面上接触应力的力学、数学模型,推导出了高产气井中特殊螺纹密封面上的能量耗散力学数学模型,并进行了密封面结构和油管所受冲击载荷对密封面接触应力影响的敏感性分析。提出了优化特殊螺纹面密封面结构,以降低高产气井中,油管颠振对特殊螺纹密封性能的影响。(5)基于金属密封微观泄漏理论,建立了气体通过特殊螺纹金属对金属主密封面的泄漏率理论模型,分析了特殊螺纹密封面平均接触压力、密封面粗糙度、密封面有效长度对气体泄漏率的影响规律,从而为揭示油套管特殊螺纹气密封失效机理、定量评价特殊螺纹密封性能、优化特殊螺纹密封结构设计提供理论依据。(6)建立了特殊螺纹主密封面结构的有限元模型,分析了不同密封结构下密封面上接触应力的分布规律,并基于密封接触能理论,指导和评价了特殊螺纹扣主密封面的结构设计。针对“极端”条件下气井油套管螺纹接头,提出了一种基于Bezier曲线理论设计的新型特殊螺纹密封接头结构,并利用有限元方法验证了该新型特殊螺纹扣密封接头具有良好的力学性能。(7)建立了深井、超深井油管气密封检测的数值仿真模型,分析了油管接头在不同下入深度和不同气密封检测压力下,油管接头Von-Mises应力分布规律,为预防深井、超深井接头螺纹断裂、密封失效提供理论指导。
...3.基于案例分析的建筑垃圾资源化处理研究
- 关键词:
- 建筑垃圾 资源化 案例研究 半结构化访谈 政策 基金资助:国家自然科学基金重点项目(51574198):极端条件下气井油套管端力学行为及其螺纹密封机理研究,负责人:练章华; 专辑:基础科学 工程科技Ⅰ辑 专题:环境科学与资源利用 分类号:X799.1 手机阅读
- 马猛亮;董事尔;张爱荣
- 0年
- 卷
- 期
- 期刊
建筑垃圾资源化处理是建筑垃圾减量化的重要途径,我国建筑垃圾资源化利用项目在建设和运营过程中逐渐暴露出许多的问题及风险。为解决这些问题,本文以案例分析的方式,利用系统动力学方法,对2个建筑垃圾资源化利用失败项目进行研究,从管理和政府政策的角度对项目利益相关者及宏观层面的深层次原因进行了分析。发现我国建筑垃圾资源化处理主要面临的四大问题,即建筑垃圾资源化立法少、处理标准低、政策的强制性弱和销售渠道窄等。对应这四大问题,提出具体的建议措施,指出在总体经济增长和技术进步的同时,政府政策对行业发展发挥着重要的作用,以期为更多的建筑垃圾资源化项目提供借鉴和参考。
...4.Erosion - corrosion coupling analysis of shale gas production pipe
- 关键词:
- Gas extraction pipe; CO2 corrosion; Failure analysis; CFD simulation;Erosion;DEPOSIT CORROSION; CO2 CORROSION
- Chen, Yong;Wu, Haochen;Chen, Yanjun;Li, Pengcheng;Wang, Qiliang
- 《ENGINEERING FAILURE ANALYSIS》
- 2022年
- 138卷
- 期
- 期刊
Shale gas produced from wells contains free water, solid particles, and other corrosive substances, so shale gas production lines are at high risk of failure. The bending pipe of gas production in Shunan Gas Mine failed during service. In order to find out the causes of the failure of the bends and to provide technical support for the safe transmission of shale gas, Tensile testing machine, Vickers hardness tester, Charpy notch impact testing machine and metallographic microscope were used to test the mechanical properties and metallographic structure of the pipe sample material. The corrosion by-products were analyzed by scanning electron microscope, energy dispersive spectrometer and X-ray diffractometer. Finally, the Computational Fluid Dynamics (CFD) is used to simulate the erosion behavior of the curved pipe under different working conditions. The results show that the chemical composition, tensile strength, yield strength, hardness, impact performance and grain size grading of the gas bending pipe meet the relevant requirements. The corrosion by-product was identified as FeCO3 by the microstructure characterization analysis, energy spectrum analysis and XRD. The corrosion by CO2 was the main cause for perforation and pitting pits. CFD simulation results show that sand gas has obvious erosion phenomenon on the pipe wall, and with the increase of flow rate, the erosion rate of sand and gravel on the pipe sample increases, and the larger the particle size, the higher the erosion rate of sand and gravel on pipe sample. Combined with the erosion and corrosion results, it is concluded that the erosion of sand-bearing gas makes the inner wall material of the elbow fall off, accelerates the corrosion of CO3 on the pipe wall, and finally leads to the failure of the gas production elbow.
...5.Remote-controlled adjustable-speed screw drill for gas-drive hydraulic-motive during gas drilling
- 发明人:
- 授权日:}
- 专利
6.一种气驱液自循环的气体钻井螺杆钻具
- 发明人:
- 授权日:}
- 专利
7.一种超井径的井眼清洁短接
- 发明人:
- 授权日:}
- 专利
8.一种可遥控调速的气驱液动气体钻井螺杆钻具
- 发明人:
- 授权日:}
- 专利
9.一种整体式油管的加工方法
- 发明人:
- 授权日:}
- 专利
10.Investigation on tripping in magnetic generator in steam-assisted gravity drainage wells based on numerical simulation
- 关键词:
- Gasoline;Magnetism;Drainage;Horizontal wells;Infill drilling;Finite element method;Energy dissipation;Equivalent stress;Field application;Friction coefficients;Guidance technology;Horizontal section;Magnetic generators;Precise measurements;Steam-assisted gravity drainages
- Chen, Yong;Su, An Qiao;Zhang, Jin Tao;Jia, Zong Sheng
- 《Journal of Energy Resources Technology, Transactions of the ASME》
- 2021年
- 143卷
- 8期
- 期刊
Magnetic Guidance Technology can meet the precise measurement requirements when drilling steam-assisted gravity drainage (SAGD) oil wells. Magnetic generator is a key part in the Magnetic Guidance Technology. When magnetic generator is tripped into horizontal well, pump pressure and passing capacity of the magnetic source generator in the curved section need to be analyzed. So, a mathematical model of tripping in the magnetic generator is established. If curvature radius, deviation angle, and friction factor are known, the forces acting on the magnetic generator in different positions could be calculated. The finite element (FE) results show that: (1) with depth increasing in the curved section, the equivalent stress on the magnetic generator increases in a fluctuating manner, the contact area, friction drag, and energy loss increase. (2) The greater the hole curvature, the greater tripping in force and the higher pump pressure are needed. The lower friction coefficient is favorable to tripping in the magnetic generator. (3) The friction between the magnetic generator and tubing wall in the horizontal section is much less than that in the curved section. Field applications have shown that the maximum downforce is close to the result of finite element analysis. The research results provide a reasonable reference basis for smooth running of magnetic source generators with different trajectory conditions.© 2020 by ASME....
