时效处理对高频感应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织及性能影响

为了改善抽油杆材料的表面性能,采用高频感应熔覆技术在其表面制备了TiC/Ni复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等研究了涂层经固溶及不同时间时效处理后的显微组织及物相组成,并利用显微硬度计及摩擦磨损实验测试了时效后涂层的性能变化。结果表明:经固溶时效后的涂层并未出现明显缺陷,涂层主要以γ-Ni固溶体、Ni的化合物、CrB、碳化物以及δ相等硬质颗粒组成;时效后涂层的最大硬度达到928.2 HV0.2,相比时效前提高了4%,最低磨损量为48.9 mg,比基材减少了62%,在时效4 h后,涂层的综合性能最好。     

弹簧片式牵引器牵引锁止力学及结构优化研究

为满足水平井井下工具的输送要求,本文提出了一种新的具备大牵引力、防卡堵的液压伸缩式井下牵引器;牵引器支撑机构能否保持与管壁锁止,是伸缩式牵引器能够向前爬行的关键。因此,本文建立了牵引器在负载力作用下的牵引锁止力学模型,通过计算得到支撑机构不同布局方式下的牵引锁止条件,同时以较小支撑缸的压力为评价标准,得到伸缩式牵引器的最佳布局方式;最后通过仿真分析验证了牵引器牵引锁止条件的正确性,本文的研究成果对伸缩式牵引器的设计具有一定指导意义。     

钻井连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力分析

从钻井连续循环系统上卸扣卡瓦的工作机理入手,弄清了钻杆工作时的受力状态。将钻杆看作厚壁筒,采用弹性力学中的拉美公式求解钻杆内外受压的应力问题。钻杆外表面承受的摩擦力矩,看作圆筒扭转问题进行求解 。考虑管壁的变形的影响,解决了钻井连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力的计算难题,给出了上卸扣卡瓦卡紧力的计算公式。实例计算表明采用φ127或φ140钻杆进行连续循环钻井,上卸扣卡瓦卡紧力最好取19MPa;为提高钻杆的安全系数,应尽量采用厚壁钻杆;在卡瓦的设计时,可考虑加大卡瓦长度的方法减小卡瓦卡紧钻杆时的卡紧力。该计算方法可以用于指导钻井连续循环系统上卸扣卡瓦的设计。     

钻杆卡瓦牙板齿齿形设计

在实际工况下对钻杆卡瓦牙板齿的变形和受力状态进行测试比较困难,为此采用AN-SYS软件对卡瓦牙板齿进行有限元分析。讨论了不同的钻杆卡瓦牙板齿齿前角、后角和载荷情况下,齿前后边界面应力及齿横截面内应力的分布,并对卡瓦牙板齿与钻杆进行了接触分析,分析结果表明,齿处于受压状态,应力大小与到齿的距离成反比,齿顶受力集中,齿的破坏主要以齿顶磨损为主;齿前、后边界面应力分布呈双曲线。最后给出了钻杆卡瓦牙板齿的设计准则。     

闸板防喷器液压锁紧装置现状及发展研究

对国内外液压锁紧装置发展现状进行了分析,介绍了几种不同液压锁紧装置的结构和优、缺点。国外主要以楔面自锁结构和单向棘齿结构为主,国内主要以楔面自锁结构为主。分析了国内液压锁紧装置在设计、制造、现场使用及检测维护方面存在的问题,提出了解决这些问题的建议。最后指出,国内应大力开展液压锁紧装置的可靠性优化设计、特殊环境用液压锁紧装置的研制、标准的统一制定、手动锁紧进行液压改装和现场应用反馈信息的收集等工作,以提高我国井控装置的自动化水平,实现我国油气田钻井的安全生产。     

基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析

建立了抽油机曲柄扭矩的数学模型,考虑了游梁的不平衡重和游梁的惯性矩的影响,分析了游梁对高转差率抽油机和常规抽油机的影响规律.利用MATLAB软件中的动态仿真SIMU-LINK模块,建立了CYJY12-5-73HB型抽油机的仿真模型,实现了游梁不平衡重对抽油机曲柄扭矩的仿真研究.研究结果表明,游梁的不平衡重及其随驴头摆动的惯性矩对曲柄扭矩的影响很小.     

基于虚拟样机技术的某型压裂泵动力端动力学分析

利用Pro/Mechanica对某型压裂泵动力端进行了动力学分析,得出了曲轴所受支反力及平衡扭矩,并计算了选定工况下压裂泵的驱动功率及水功率,为其动力端的进一步优化设计奠定了基础。     

基于黏着理论的牵引器驱动轮力学分析及优化

轮式牵引器的牵引力由驱动轮与套管的接触摩擦力决定。目前对驱动轮与套管的接触摩擦研究分析多采用考虑犁沟效应下的单齿模型,未考虑接触部位滑动时的剪切作用。为此,提出了驱动轮六面体梯形齿结构,引入黏着理论,同时考虑黏着效应和犁沟效应,建立了驱动轮与套管之间的力学模型,推导出相应效应下的摩擦因数公式,采用数值模拟的方法对驱动轮齿参数进行优化设计。分析结果表明:驱动轮与套管之间的摩擦因数应为黏着效应摩擦因数和犁沟效应摩擦因数之和,其值为1.046;在套管损伤较轻的情况下,驱动轮齿的最优参数为齿顶角105°、齿倾角120°、下底长4 mm。所得结论可为轮式牵引器牵引力的提高和驱动轮的设计提供理论基础和设计参考。     

碳含量和控冷工艺对盘条ER70S-6性能及组织的影响

对3炉不同碳含量的焊接用钢盘条ER70S-6控冷工艺进行了研究，发现提高吐丝温度虽可以降低盘条的强度，但盘条中易出现混晶组织，碳含量小于0.08%可以使盘条的强度控制在较低水平。盘条拉拨试验结果表明，马氏体组织是引起脆断的重要原因，对盘条化学成分和冷却速度的控制是生产具有优良加工性能焊接用钢盘条的必要措施。