直接金属沉积成形工艺研究

针对直接金属沉积成形(DMD)的工艺特点、设计了一维、二维实验和三维成形实验，研究了成形质量与成形工艺参数的直接关系，并对其进行了优化。检验工艺优化的效果、并对成形零件的性能作了分析。实验证明该工艺可以直接生产高质量的金属零件。     

海上完井管柱作业过程力学性能分析

为了确定出完井管柱插入封隔器作业过程中管柱内部流体的最优排量,从力学角度对井下管柱进行理论分析,建立了管柱力学模型,从流体力学角度建立了排量与井斜角及管体特征参数之间的函数关系,推导了最优排量的求解方法。建立模型时假设伸缩短节可作为支撑点,管体视刚度的增加主要来自于流体的压力差。结果表明,完井管柱的弯曲程度受井斜角、弯曲段管柱长度、半径及流体排量的影响,管柱下入过程的最优排量与井斜角、管体弯曲特征及流体性能呈二次函数关系;现场实例计算及作业验证表明,建立的最优排量求解模型与实际情况吻合,能够为现场作业提供预测指导。     

温度效应及环空条件对井口抬升影响规律研究

为预测深水高温井生产过程中的井口抬升量,基于套管热膨胀效应及热力学基本原理,建立了不同温升条件下单层自由套管及多层套管耦合井口系统抬升量预测模型,设计了3层同心钢管柱为主体的试验装置,开展了不同工况下井口抬升模拟试验,得到了温度效应、环空上端部约束状态和环空压力等因素对井口抬升量的影响规律,提出了解决深水水下井口抬升的主要工程措施。研究结果表明:以试验模型为例,当最内层管柱温度从45℃升高至150℃的过程中,在模拟传热条件下,3层管柱环空上端部敞开时,各层管柱抬升量与其温升呈线性增长规律;环空上端部焊接为整体时,73.0和114.3 mm管柱最终抬升量相对上端部敞开状态分别减小26.50%和21.80%,177.8 mm管柱最终抬升量增加4.06%;环空密闭并加压20 MPa时,73.0、114.3和177.8 mm管柱最终抬升量相对无压力时分别增加了23.84%、26.79%和25.36%;温度及环空条件对井口抬升量影响显著,理论预测值与试验值误差为1.59%~8.93%。研究结果可为深水高温井井口抬升控制措施的制定提供技术支持。     

深水高温高压油气生产致井口抬升预测研究北大核心CSCD

深水高温高压井油气开发过程中,由于油气流将井底热量携带至井口,容易出现井口抬升现象,可能导致井口装置密封失效,存在较大的安全隐患。为提高深水油气田开发井全寿命周期的完整性,针对深水高温高压井油气开采阶段,建立了深水高温高压油气开发井筒温压场及井口抬升高度计算模型,并基于自主研制的高温高压油气开发井口抬升模拟实验装置,开展了不同工况条件下的井口抬升模拟实验研究。研究结果表明:井筒温度升高及其引发的圈闭压力是造成井口抬升的两大主要因素;本文建立的模型计算结果与实验数据相对误差小于10%,可用于预测不同工况条件下的井口抬升高度。本文研究结果对于优化固井及地面管线设计、提高深水高温高压井井口完整性具有较好的指导意义。     

直接金属成形喷射技术

分析了现有典型直接金属成形同轴喷射喷头系统的专利,结合试验提出了喷头系统的设计准则。在此基础上设计开发了单喷点同轴喷射系统。试验证明该喷头使成形工艺控制更加灵活,提高了成形零件的质量。     

矿用主扇风机远程健康诊断系统的监测子站研究

为解决目前矿用主扇风机在线监测系统存在的振动信号不准确以及设备故障原因识别困难等问题,提出了由风机监测子站、矿区监测分站以及远程预知维护中心组成的矿用主扇风机远程健康系统,介绍了主扇风机监测子站的设计及实现,包括子站的功能模块结构、监测参数和硬件选型,并分析了软件多线程设计流程和远程通讯功能实现的步骤。现场应用表明,监测子站为矿用主扇风机实现远程预知性维护提供了全面和准确的数据支持,从而提高了风机状态诊断结果的精确性。     

非结构构件振动台试验楼面响应谱再现技术研究

近年来,研究发现地震中非结构构件破坏带来的损失远远大于结构体破坏的损失,开展非结构构件的抗震性能研究日益得到重视。地震模拟振动台模型试验是检验结构抗震性能的最直接手段,它也常用于加速度相关型非结构构件(吊顶、水管支吊架、玻璃幕墙等)抗震性能试验。这类非结构构件往往在地震模拟试验中受到楼面响应谱的作用,如何准确复现非结构构件受到的楼面响应谱作用较少研究。本文在振动台离线迭代控制之外开发了基于楼面谱加速度波形再现的外环迭代控制器,构成了双层离线迭代控制架构,来克服非结构构件边界模拟装置(加载框架等)动力特性的影响。并采用这种方法进行了承压水管支吊架的抗震性能试验,试验结果表明这种方法可以较好地再现非结构构件受到的楼面响应谱作用,验证了方法的可行性。     

海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究

针对当前常规海洋自升式钻井平台钻井作业采用间歇起下钻方式存在的起下钻作业时间长、井下复杂情况多等缺点，提出了一种全新概念海洋自升式钻井平台的连续起下钻钻机，完成了连续起下钻作业流程确定、立根长度确定、连续起下钻系统、排管机、集成控制系统等关键技术和设备设计。该钻机配套常规顶驱，通过采用新增连续起下钻系统设备，改进排管机和集成控制系统的方式实现连续起下钻作业，实现在高位进行钻柱提放、管具上卸扣、钻井液收集等功能，最大起下钻速度可达2 160 m/h，与现有钻机相比，能够大幅提高钻井作业效率，降低井下压力波动，技术跨度相对较小，具有较好的可应用实施性。     

自升式钻井平台桩腿入泥深度计算研究

开展了桩腿与海底土相互作用分析,提出了自升式钻井平台桩腿承载力计算模型,该模型考虑了插桩速度、桩靴上覆土压力、群桩效应等因素的影响.现场应用表明,本文提出的自升式钻井平台桩腿承载力计算模型在预测桩腿入泥深度时具有非常高的准确度,相对误差在10％以内.     

中国海洋石油集团有限公司深水钻完井技术进展及展望

近年来，深水区域成为油气资源重要的潜力区与增长极。中国海洋石油集团有限公司（中国海油）在深水领域从跟踪学习、对外合作到自主创新，目前在西非、巴西、墨西哥湾均拥有深水权益区块，已安全高效完成40余口深水井钻完井作业，正在稳步推进中国首个自营深水气田的开发作业。中国海油已经掌握了深水钻完井系列技术，在深水隔水管、深水浅层安全高效钻井、深水测试和完井、深水井控及应急救援等方面形成了技术体系。面向未来，中国海油将聚焦深水高温高压、超深水、深水深井、深海天然气水合物等领域，进一步发展作业风险控制及安全应急技术，着力实现信息化、智能化、国产化，助推中国海洋石油工业走向更深、更远。