振动采气管柱应力强度分析

为了给采气管柱疲劳寿命分析和完整性分析提供依据,考虑管柱自重及内、外压沿深度的线性变化,用有限元软件分析振动采气管柱的应力强度。将采气管柱看作是内空的细长杆,用有限元法对管柱进行离散化处理,再用拉格朗日方程得到采气管柱动力学微分方程。采用二维轴对称模型进行建模,采用4节点平面单元Plane42进行分析。分析结果表明,采用ANSYS中轴对称单元Plane42建立采气管柱有限元模型,进行振动采气管柱的应力强度分析是一种有效的方法;井口管柱应力最大,是应力危险点;振动载荷作用下,管柱内壁所受应力大于外壁所受应力。     

自由阻尼悬臂梁减振理论及有限元研究

根据粘贴阻尼材料的减振机理,在ANSYS软件中通过选用合适的单元类型对自由阻尼悬臂梁进行了仿真.仿真结束后,用*get命令提取的损耗因子与现有经验公式结果吻合极好,说明了建模的正确性.瞬态分析后时域衰减曲线也与实际情况一致,从另一方面验证了建模的正确性.有限元仿真方法与理论及实验研究相比较,操作简单,易于实现.自由阻尼是附加阻尼的基本形式,对自由阻尼梁的正确建模也对其它复杂场合的附加阻尼仿真分析有一定的指导作用.     

缠绕弯曲多次循环下连续油管疲劳寿命仿真分析

针对连续油管在压裂工况下容易产生疲劳失效问题,以QT-900连续油管为研究对象,采用Abaqus有限元分析软件对不同内压下连续油管在滚筒上缠绕/弯曲进行了数值模拟分析,将有限元仿真计算结果导入Fe-safe疲劳寿命预测软件计算,获得不同内压下连续油管的循环次数的变化规律.分析结果表明,随着内压的增大,连续油管的疲劳寿命呈现非线性下降的趋势,且将仿真结果与试验结果进行对比,结果吻合较好,说明有限元仿真可以近似替代试验.随着内压的增大,连续油管的疲劳寿命呈现非线性下降的趋势,当内压增大到80 MPa,连续油管的循环次数约为50次.     

Research on Influence of Damping Material on Structure Performance of Torpedo

Reducing the self-noise and radiated noise of torpedo is an effective way to enhance its detection and concealment capabilities.After discussing the basic principle on noise and vibration control and main noise sources in torpedo,the application of damping treatment for noise and vibration absorption was proposed in this paper.Compared composite materials(damping and metal materials)used as segment joint,their different contributions to the damping performance of base structure were investigated.The results show that the damping material can be used as segment joint effectively in vibration control.Taking cantilever beam as an example,four different damping treatments were compared in natural frequency and damping loss factor,the results show the influences of different damping layer layouts on the structure damping performance,and offer a reference for the torpedo shell design.     

试油封隔器卡瓦咬入套管深度分析

卡瓦是试油封隔器主要定位部件,它咬入套管足够深度才能实现定位,现场常出现因卡瓦咬入套管深度不足而使封隔器定位失败的事故。根据卡瓦受力分析和结构特点,考虑作用力做功与受压套管的能量守恒,导出试油封隔器卡瓦咬入套管深度计算公式。以常用规格封隔器卡瓦与套管为例,编制卡瓦咬入套管深度的MAT-LAB程序。算例结果表明,卡瓦咬入套管最大深度随轴向压力的增大而非线性增大,轴向压力从10 kN增大到100 kN时,算例卡瓦咬入P110和T P140套管的最大深度分别增加了233％和237％;相同轴向压力作用下,套管钢级越高,卡瓦咬入深度越小。算例卡瓦咬入 T P140套管的深度比咬入同规格P110套管的深度约小10％左右。因此,在高钢级套管中坐封封隔器时,应适当加大坐封悬重来保证卡瓦定位性能。     

特殊螺纹油管接头上扣性能三维有限元分析

特殊螺纹油管接头有限元分析多采用二维轴对称模型,不考虑螺纹升角,以主密封面与台肩处的渗透量模拟上扣时金属-金属间的过盈配合。该方法不能准确反映上扣时过盈量与扭矩的对应关系。鉴于此,考虑螺纹升角的影响,利用Abaqus软件建立了某特殊螺纹油管接头三维有限元模型,模拟分析了接头在最佳、最小、最大上扣扭矩下的上扣过程。分析结果表明,所建特殊螺纹接头模型加载扭矩曲线与标准上扣扭矩曲线基本相符;3种扭矩作用下,密封面与台肩环向路径上接触应力较大且分布较为均匀,螺纹啮合处虽有应力集中,但3种状态下最大等效应力远小于材料屈服强度且大小几乎相等;最佳扭矩拧紧状态下该型特殊螺纹油管接头具有最好的密封性能与足够大的连接强度。研究结果有助于深入了解上扣扭矩与密封性能和连接强度的关系。     

硬度对套管耐磨性能影响的实验研究

由于狗腿度的存在,钻井过程中钻杆与套管间不可避免存在磨损,而硬度是影响套管耐磨性能的主要因素之一。为探讨硬度对套管耐磨性能的影响,在聚磺体系水基泥浆中,模拟实际钻压、转速等钻进参数,以油田常用N80、P110、VM140和TP140等不同硬度套管为对象,进行钻杆-套管磨损实验,实测磨损效率和摩擦因数,提出用磨损评价综合影响因子评估套管的耐磨性能。实验结果表明:硬度越大,磨损评价综合影响因子越小,套管耐磨性能越好;TP140套管的耐磨性能最好,VM140次之,N80最差,N80套管磨损评价综合影响因子是TP140套管磨损效率的208%。磨损评价综合影响因子兼顾了磨损效率和摩擦因数,比仅用摩损效率来评估耐磨性能的传统做法更为合理。     

圆柱壳体屈曲问题的国内研究现状调研

圆柱壳体在每个工业领域都有极其广泛的应用。此类结构在受到压力作用时,其承载能力取决于对屈曲问题的研究,人们对于圆柱壳体屈曲强度的可靠性预测一直极为关注。介绍国内科研人员对于圆柱壳体的屈曲的问题的研究过程、取得的结论以及研究结果的应用,对于圆柱壳体的屈曲问题的国内研究现状进行总结。     

水平井双封隔器管柱力学分析

水力压缩式封隔器在坐封时会使管柱产生轴向应力,严重时会影响管柱的强度。以水平井双封隔器管柱为研究对象,考虑2个封隔器分别坐封时井口压力的大小,基于拉梅公式、广义胡克定律和杆件变形理论,推导了在井口压力的作用下管柱的轴向力、轴向应力及变形量计算公式。计算结果表明,当封隔器Ⅰ、Ⅱ先后以10 MPa和15 MPa井口压力坐封时,封隔器Ⅰ、Ⅱ之间的管柱轴向应力由49.94 MPa降低为15.08 MPa,而弯曲段到封隔器Ⅱ之间的管柱轴向应力由58.05 MPa 增加到107.96 MPa。由此可知,后坐封的封隔器会使其到弯曲段的管柱轴向应力增加,而使其到先坐封封隔器的管柱轴向应力降低,所以管柱的危险截面出现在后坐封的封隔器到弯曲段之间。