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井口简易防喷器密封胶芯形变及其密封特性分析
1
作者 郑刚 刘新福 +3 位作者 刘广胜 魏韦 邓泽鲲 刘春花 《机床与液压》 北大核心 2025年第1期140-145,共6页
分析油液压力小于15 MPa的井口简易防喷器密封胶芯形变规律及其密封特性,对降低防喷器压力等级、防止井口失控以及尽可能减少井口非可控时间具有重要意义。依据Lindly模型,提出密封胶芯发生大、小变形时的形变改进计算方法。综合考虑油... 分析油液压力小于15 MPa的井口简易防喷器密封胶芯形变规律及其密封特性,对降低防喷器压力等级、防止井口失控以及尽可能减少井口非可控时间具有重要意义。依据Lindly模型,提出密封胶芯发生大、小变形时的形变改进计算方法。综合考虑油液压力变化、受压力与变形关系、不同阶段橡胶压缩量等因素以及壳体和闸板等结构参数,建立密封胶芯形变以及橡胶体主要面应力和抱紧力的数学模型。根据修正的Arruda-Boyce模型,揭示密封胶芯橡胶体本构模型的应力应变关系。结果表明:井口简易防喷器中部密封胶芯橡胶体环状部分的最大应力位于圆弧区域,且该区域内应力分布极不均匀;井口无压力时,中部密封胶芯橡胶体环状部分的Mises应力集中于中间位置,压力为3、10 MPa时,Mises应力集中在上下两个边缘区域,且橡胶体平面部分的中部区域应力随压力增大呈下降趋势;上部密封胶芯上部橡胶体的应力分布呈边缘大中间小的特征,上部密封胶芯较大应力分布区域的面积在闸板总成关闭时明显减小,且集中区域由开启时靠近壳体边缘和2个边角处转变为关闭时的4个边角处,且最大应力由开启状态下的2.95 MPa增加至关闭状态下的3.37 MPa。 展开更多
关键词 简易防喷器 密封胶芯 形变 密封特性 本构模型
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含缺陷旋转防喷器丁腈胶芯密封应力分析
2
作者 周兆明 陈禹坤 +1 位作者 刘辉 李辉 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期11-18,共8页
为研究旋转防喷器胶芯在生产与运行中产生的缺陷对胶芯使用性能及寿命的影响,基于Yeoh本构方程,建立胶芯动态密封数值模型,对起下钻中的胶芯密封过程进行计算分析,分析胶芯存在影响橡胶芯密封面疲劳失效的典型裂纹和气泡缺陷时其应力分... 为研究旋转防喷器胶芯在生产与运行中产生的缺陷对胶芯使用性能及寿命的影响,基于Yeoh本构方程,建立胶芯动态密封数值模型,对起下钻中的胶芯密封过程进行计算分析,分析胶芯存在影响橡胶芯密封面疲劳失效的典型裂纹和气泡缺陷时其应力分布规律。结果表明:当钻杆接头经过旋转防喷器胶芯时,胶芯结构发生大变形,胶芯密封面处应力最大;对于同一类型裂纹缺陷,裂纹位于胶芯左下侧和外表面下侧时胶芯密封面位置的应力值最小;对于相同位置的胶芯缺陷,胶芯裂纹缺陷导致的应力集中和胶芯密封面应力减小现象,相较于胶芯气泡缺陷导致的胶芯密封面以及胶芯整体的变形和应力变化现象,其产生的影响更为严重。研究结果对旋转防喷器胶芯缺陷检测提供了参考。 展开更多
关键词 旋转防喷器 缺陷胶芯 密封性能 失效分析 应力分析
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极端工况下闸板防喷器剪切失效场景探究
3
作者 李滨 武胜男 张来斌 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3201-3208,共8页
防喷器(blowout preventer,BOP)是关键的井控设备,其中剪切闸板防喷器是防止井喷事故的最后一道防线,其在极端工况下的剪切性能对于钻井作业安全至关重要。以某超级剪切闸板防喷器为研究对象,通过显示动力学模块开展闸板防喷器剪切数值... 防喷器(blowout preventer,BOP)是关键的井控设备,其中剪切闸板防喷器是防止井喷事故的最后一道防线,其在极端工况下的剪切性能对于钻井作业安全至关重要。以某超级剪切闸板防喷器为研究对象,通过显示动力学模块开展闸板防喷器剪切数值分析,将仿真结果与试验及理论计算结果对比,验证了模型的准确性及适用性。为探究极端工况对闸板防喷器剪切能力的影响,开展了高压工况、偏心工况和窜动工况下的钻杆接头剪切性能评估,并运用响应面方法建立了极端工况下的剪切力预测模型。基于极端工况下的剪切力预测模型和闸板防喷器的实际剪切能力,确定了极端工况下的剪切失效场景。结果表明:剪切应力理论值和仿真值的相对误差均小于3%。在剪切过程中,轴向拉压载荷越大越不利于剪切,而一定的偏移距离则有利于剪切。研究成果可以为预防闸板防喷器剪切失效提供技术指导。 展开更多
关键词 防喷器(BOP) 超级剪切 极端工况 剪切力预测 剪切失效场景
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防喷器手动锁紧操作装置研制与应用
4
作者 陈文云 毛雪平 +3 位作者 杨长彪 陈章瑞 曾发明 张颖慧 《石油矿场机械》 2025年第2期77-82,共6页
为有效解决钻井现场防喷器组位置高、操作平台搭建多、人员操作耗时费力、作业安全风险大等问题,研发了防喷器手动锁紧操作装置。该装置装置由箱体、传动机构、高度调节机构、锁紧杆、连接轴、手轮等部分组成,传动机构由伞齿轮传动箱、... 为有效解决钻井现场防喷器组位置高、操作平台搭建多、人员操作耗时费力、作业安全风险大等问题,研发了防喷器手动锁紧操作装置。该装置装置由箱体、传动机构、高度调节机构、锁紧杆、连接轴、手轮等部分组成,传动机构由伞齿轮传动箱、独立传动轴、可伸缩输出轴、输出传动箱等部件组成。借助伞齿轮传动优势,优化传动比,提高传动效率,降低作业人员劳动强度。同时利用“滑轮+钢丝绳+双向自锁绞盘”的组合形式构建了防喷器高度调节机构,对高低不等的锁紧杆进行高度调节,并将防喷器组所有操作锁紧杆集成到同一操作面板上。通过结构优化设计,实现通用性配套安装。介绍了装置的结构、工作原理及具备的主要功能,经过厂内测试及现场应用试验,进一步优化了结构。应用试验结果表明,该装置整体性能稳定,满足设计要求,可在同一操作台上实现对防喷器闸板的锁紧与解锁,也可对锁紧杆高度进行调节,降低高处作业风险,提高作业安全性。 展开更多
关键词 防喷器 手动锁紧装置 通用性 安全 伞齿轮传动
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防喷器锁紧扭矩研究及电动锁紧装置的开发应用
5
作者 谢立勇 《化工设计通讯》 2025年第3期46-49,共4页
针对石油钻井和井下作业中防喷器在高压液环境下的锁紧扭矩展开了深入且全面的研究,并成功开发出高性能的电动锁紧装置。通过融合多学科理论,构建精细且复杂的力学与数学模型,综合考虑材料特性、流体行为以及几何结构等众多因素,对闸板... 针对石油钻井和井下作业中防喷器在高压液环境下的锁紧扭矩展开了深入且全面的研究,并成功开发出高性能的电动锁紧装置。通过融合多学科理论,构建精细且复杂的力学与数学模型,综合考虑材料特性、流体行为以及几何结构等众多因素,对闸板轴胶圈在高压液中产生的扭矩以及锁紧杆T型螺纹产生的扭矩进行了极其详尽的剖析。运用一系列高度复杂且严谨的算法和公式,得出了具备极高精度和广泛适用性的扭矩计算公式,并对结果进行了深入且细致的研究与验证。 展开更多
关键词 防喷器 锁紧扭矩 闸板轴胶圈 锁紧杆T型螺纹 电动锁紧装置
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球型防喷器胶芯安全性能与结构优化
6
作者 刘洋 黎文奇 +3 位作者 管锋 刘少胡 牟易升 易先中 《西安石油大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第1期97-105,共9页
为了评价球型防喷器胶芯的安全性能,以球型密封胶芯为研究对象,通过材料拉伸和压缩试验,获得了胶芯的最优本构关系数据,并根据球型胶芯结构进行了二次优化设计。利用ABAQUS软件对优化前后的球型胶芯结构进行了数值模拟分析,找到了常规... 为了评价球型防喷器胶芯的安全性能,以球型密封胶芯为研究对象,通过材料拉伸和压缩试验,获得了胶芯的最优本构关系数据,并根据球型胶芯结构进行了二次优化设计。利用ABAQUS软件对优化前后的球型胶芯结构进行了数值模拟分析,找到了常规胶芯在密封过程中的变形规律,并对优化后的胶芯结构进行了安全性能评价分析。结果表明:胶芯向中心收缩的过程中,胶芯上部的橡胶沿径向方向的变形最大,胶芯向中心方向挤出的橡胶逐渐减少,最大接触压力值发生在胶芯棱边与钻杆接触的区域,改进后胶芯和钻杆的平均接触压力及密封长度相对改进前的变大。确定球型胶芯密封段最优倒角切削量+5 mm,该结构形式的球型胶芯密封性能较好,有助于提高球型胶芯的使用寿命。 展开更多
关键词 球型防喷器 安全性能 接触压力 结构优化
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深水隔水管-防喷器组耦合系统动力学建模与仿真验证
7
作者 畅元江 王仕超 +1 位作者 李健 刘秀全 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1-8,共8页
在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只... 在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只关注于对隔水管的独立建模而忽视防喷器组的潜在影响,这将导致所建模型与实际情况存在差异,使得隔水管系统的力学特性无法得到精确分析。提出了隔水管与防喷器组刚柔耦合概念,推导耦合系统动能、势能,采用拉格朗日方法建立理论模型,用Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。采用ADAMS软件进行了仿真建模,开展不同工况条件下的动态响应对比分析。结果表明,理论模型得到的隔水管横向位移包络线、弯矩包络线、隔水管中部节点横向位移时程曲线和底部弯矩时程曲线与ADAMS仿真结果吻合良好,从而表明了该理论模型的重要性,可为我国隔水管的设计和分析提供参考和支持。 展开更多
关键词 深水隔水管 防喷器组 刚柔耦合 仿真计算 动态响应分析
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FH28-105型环形防喷器壳体力学性能分析与结构优化
8
作者 赵琳 康诗琪 +5 位作者 陈涛 崔佳凯 蒋发光 唐秋林 王伟 李乃禾 《石油矿场机械》 CAS 2024年第2期34-41,共8页
以FH28-105型环形防喷器壳体为研究对象,结合其不同工况下的不同载荷特点,采用理论计算与有限元方法相结合,得到了壳体在静水试验压力和额定工作压力下的力学行为特性和应力情况,获得其危险部位,并对其进行强度设计评价。通过多目标优化... 以FH28-105型环形防喷器壳体为研究对象,结合其不同工况下的不同载荷特点,采用理论计算与有限元方法相结合,得到了壳体在静水试验压力和额定工作压力下的力学行为特性和应力情况,获得其危险部位,并对其进行强度设计评价。通过多目标优化,以减重为目标,同时兼顾壳体的强度以及校核标准,对环形防喷器壳体的结构尺寸进行优化。结果表明:初步设计的环形防喷器壳体强度满足要求,危险部位出现在壳体卡爪槽的圆弧倒角位置处以及壳体内腔下方的倒角过度处;环形防喷器最终优化方案满足强度要求,相比于原结构尺寸,质量和塑性应变的优化幅度最大,分别为19.7%、15.6%,其他目标均获得了不同程度的下降,实现了在保证壳体强度标准的条件下对壳体进行减重优化。 展开更多
关键词 环形防喷器 防喷器壳体 力学性能 有限元分析 结构优化 多目标优化
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超高压下闸板防喷器胶芯密封性能研究及结构优化
9
作者 蒋发光 肖华 +1 位作者 徐睿晗 郭旭阳 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期90-97,共8页
为探究140 MPa超高压下闸板防喷器管子胶芯的密封性能,依据超弹性体大变形理论和数值模拟方法,在研究闸板防喷器管子胶芯与闸板、钻杆的接触关系基础上,建立胶芯密封性能的分析模型,分析在液压缸驱动力、140 MPa高压钻井介质作用下管子... 为探究140 MPa超高压下闸板防喷器管子胶芯的密封性能,依据超弹性体大变形理论和数值模拟方法,在研究闸板防喷器管子胶芯与闸板、钻杆的接触关系基础上,建立胶芯密封性能的分析模型,分析在液压缸驱动力、140 MPa高压钻井介质作用下管子胶芯的密封性能,研究胶芯核心参数偏心距、垫铁半径及胶芯厚度对密封性能的影响规律,得出胶芯结构的优化参数,并对不同的胶芯唇面结构进行密封性能评价。结果表明:胶芯密封薄弱区域位于胶芯圆弧面与端平面交界处;在140 MPa高压介质作用下胶芯出现应力集中和“密封过度”现象,将导致胶芯的使用寿命急剧降低;胶芯的有效接触应力随着偏心距、垫铁半径、胶芯厚度的增大而减小,最大等效应力随偏心距的增大而增大,随胶芯厚度的增大而减小,随垫铁半径的增大先下降后升高;综合矩形、圆弧形、倒角型三种胶芯唇面结构的接触应力与等效应力,倒角型唇面胶芯最优。采用最优的胶芯唇面结构和核心参数值对管子胶芯进行结构优化后,胶芯高应力区域减少,最大应力降低了16.7%、有效密封面积提升了34.9%。 展开更多
关键词 闸板防喷器 管子胶芯 密封性能 结构优化 弹性体大变形理论
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调整井控压钻井专用旋转防喷器的研制
10
作者 窦金永 于成龙 +3 位作者 马晓伟 齐悦 张振华 许明朋 《石油和化工设备》 CAS 2024年第1期122-126,共5页
为了满足调整井控压钻井低成本推广需要,研制了一种专用旋转防喷器,其功能完善、结构紧凑,整机高度仅为840mm,满足15钻机或常规30钻机实施调整井控压钻井的需求。本文详述了该装备的组成和工作原理,介绍了该装备的技术特点,对同类设备... 为了满足调整井控压钻井低成本推广需要,研制了一种专用旋转防喷器,其功能完善、结构紧凑,整机高度仅为840mm,满足15钻机或常规30钻机实施调整井控压钻井的需求。本文详述了该装备的组成和工作原理,介绍了该装备的技术特点,对同类设备的研发具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 调整井 控压钻井 旋转防喷器
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基于ABAQUS旋转防喷器胶芯的非线性有限元分析
11
作者 田海疆 ISMAIL SAAD +1 位作者 YOONG HOU PIN 王翠凤 《兰州石化职业技术大学学报》 2024年第3期1-8,共8页
旋转防喷器(RBOP)是欠平衡钻井中必不可少的安全保障设备,其中胶芯是旋转防喷器(RBOP)的关键部件和密封单元,其密封性能决定了旋转防喷器(RBOP)的密封能力。研究了旋转防喷器胶芯的工作机理及故障,依据国家标准和专利建立了胶芯的三维... 旋转防喷器(RBOP)是欠平衡钻井中必不可少的安全保障设备,其中胶芯是旋转防喷器(RBOP)的关键部件和密封单元,其密封性能决定了旋转防喷器(RBOP)的密封能力。研究了旋转防喷器胶芯的工作机理及故障,依据国家标准和专利建立了胶芯的三维模型。通过分析研究,选择了适合胶芯材料的本构模型Yeoh模型,通过橡胶材料的单轴拉伸试验所获得的实验数据,使用ABAQUS软件拟合出本构模型的待定系数;在ABAQUS软件中建立钻杆与胶芯接触的三维力学模型,研究计算在不同井压下,钻杆与胶芯之间的接触压力大小和变形情况,得到了不同井口压力下,胶芯密封压力的变化规律——当井口压力逐渐增加时,胶芯内锥面开始发生变形,变形随压力的增加而增大,同时,内锥面和主密封面接触发生应力集中的现象;分析了井口压力为0时,钻杆接头通过胶芯内孔时,胶芯接触压力情况,得到了接触压力在胶芯内锥面各个节点的变化规律,为胶芯的失效分析和设计制造提供了理论依据。 展开更多
关键词 旋转防喷器 有限元分析 力学模型 胶芯
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锥形防喷器密封性能分析及结构改进
12
作者 姚方旭 刘洋 +1 位作者 孙龙飞 张思顿 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期145-152,共8页
以FH18-35GK锥形防喷器为研究对象,根据锥形防喷器工作原理,推导活塞的最大行程和锥形胶芯最大挤胶量计算公式;通过单轴拉伸和压缩实验,确定胶芯材料的本构模型为Yeoh模型,建立锥形防喷器的三维模型,运用CAE仿真软件模拟锥形防喷器工作... 以FH18-35GK锥形防喷器为研究对象,根据锥形防喷器工作原理,推导活塞的最大行程和锥形胶芯最大挤胶量计算公式;通过单轴拉伸和压缩实验,确定胶芯材料的本构模型为Yeoh模型,建立锥形防喷器的三维模型,运用CAE仿真软件模拟锥形防喷器工作时胶芯的力学行为,分析胶芯和支撑筋的应力及接触压力的分布规律。结果表明:活塞达到最大行程时,胶芯的最大应力分布在胶芯上部隆起位置的前段,支撑筋的最大应力分布支撑筋中板块与胶芯接触的圆角处和支撑筋下板块与活塞接触处;胶芯中部平整区是主要的密封区域,但FH18-35GK锥形防喷器胶芯中部主要密封区域的接触应力较小,不能有效密封钻杆。通过增大密封长度和胶芯锥角,对FH18-35GK锥形防喷器胶芯结构进行优化改进。结果表明:优化后胶芯和支撑筋的最大应力虽增加,但均在材料的屈服极限内,而胶芯和钻杆之间的接触应力增加了约42%,有效增强了锥形防喷器的可靠性。 展开更多
关键词 锥形防喷器 结构优化 支撑筋 胶芯 密封性能
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关井过程防喷器胶芯的冲蚀性能研究
13
作者 胡四海 赵广慧 +3 位作者 张川 刘涛 贾宇喆 马封安 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第23期159-168,共10页
目的预测井涌或井喷发生时关闭防喷器闸板对胶芯的冲蚀,为评估关井后胶芯的密封性能提供依据。方法首先依据橡胶试件的冲蚀试验,基于LM优化算法反演分析确定丁腈橡胶的冲蚀模型参数,将所确定的冲蚀模型通过UDF嵌入Fluent软件,建立关井... 目的预测井涌或井喷发生时关闭防喷器闸板对胶芯的冲蚀,为评估关井后胶芯的密封性能提供依据。方法首先依据橡胶试件的冲蚀试验,基于LM优化算法反演分析确定丁腈橡胶的冲蚀模型参数,将所确定的冲蚀模型通过UDF嵌入Fluent软件,建立关井过程中防喷器半封闸板附近流场的数值模型,计算密封胶芯的冲蚀性能,研究关井全过程胶芯材料去除量与关井时长的变化规律。结果得到了丁腈橡胶材料的改进Finnie冲蚀模型参数,该冲蚀模型预测的试件冲蚀率随冲击角的变化与试验数据的最大相对误差仅为5.77%,可用于模拟丁腈橡胶构件的冲蚀性能。在防喷器关阀过程中,携岩钻井液对胶芯的冲蚀主要发生在端面边缘处的岩屑高速碰撞区。胶芯的冲蚀率与钻井液的含砂量呈线性正相关,与钻井液的流速呈非线性正相关。随着闸板开度的减小,冲蚀率呈现指数增长。在文中的参数条件下,当闸板开度分别为104、26、6 mm时,胶芯的材料去除率分别为1.52、5.22、28.3 mm^(3)/s,表明在关井后期闸板即将关闭前,胶芯受到的冲蚀最严重。在关井全过程中,胶芯的材料去除量随着关井时长的增加而增加,关井时长分别为3、8 s时对应的胶芯体积去除量分别为5.04、13.43 mm^(3)。结论在井涌或井喷发生时,关闭防喷器闸板的时机和时长对于处置事故至关重要,需综合评价关井时长对井口动载荷和胶芯冲蚀量的影响,制定科学的关井预案,以保障井筒、地面装备和施工人员的安全。 展开更多
关键词 防喷器半封闸板 密封胶芯 冲蚀模型 反演分析 关井过程
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大口径环形防喷器胶芯密封性能分析及设计
14
作者 马国良 王健刚 冯定 《石油机械》 北大核心 2024年第5期47-52,共6页
基于常规胶芯在井控过程中翻胶、撕裂的状态,设计了一种适用于大口径环形防喷器的密封胶芯。基于虚功原理,结合Blatz-Ko材料超弹性模型的本构方程,建立了球形胶芯密封有限元模型,模拟了胶芯受活塞推动下的变形-密封过程(初始变形、大变... 基于常规胶芯在井控过程中翻胶、撕裂的状态,设计了一种适用于大口径环形防喷器的密封胶芯。基于虚功原理,结合Blatz-Ko材料超弹性模型的本构方程,建立了球形胶芯密封有限元模型,模拟了胶芯受活塞推动下的变形-密封过程(初始变形、大变形阶段和密封接触),开展了不同剪切模量和活塞行程下的胶芯密封性能研究。同时结合国标GB/T 20174—2019和API 16A的技术要求对胶芯进行了试验验证。研究结果表明:球形胶芯密封性能受材料的剪切模量影响较大,随着剪切模量增大,接触压力先增大后减小,变形量随着剪切模量的增大而减小;在防喷器结构参数方面,活塞推进行程越大,胶芯接触压力和变形量随之增大。试验过程中密封部位无渗漏,证明研制的胶芯密封性能满足要求。研究方法和结果可为防喷器胶芯设计及密封性能增强提供参考。 展开更多
关键词 环形防喷器 球形胶芯 密封性能 虚功原理 接触压力 有限元模拟
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旋转防喷器外壳体的有限元分析与优化设计
15
作者 田海疆 Ismail SAAD +1 位作者 YOONG Hou Pin 王翠凤 《机电产品开发与创新》 2024年第2期6-10,共5页
针对国外生产的一款旋转防喷器,使用三维造型软件中望3D建立该型号旋转防喷器的三维实体模型;将底座外壳体三维实体模型导入ANSYS软件中,通过有限元分析,求解出了外壳体的应力强度分布情况,设定两条路径分别进行等效线性化,获得了两条... 针对国外生产的一款旋转防喷器,使用三维造型软件中望3D建立该型号旋转防喷器的三维实体模型;将底座外壳体三维实体模型导入ANSYS软件中,通过有限元分析,求解出了外壳体的应力强度分布情况,设定两条路径分别进行等效线性化,获得了两条路径上的一次整体薄膜应力、一次局部薄膜应力、一次弯曲应力、二次应力和峰值应力,校核了旋转防喷器底座外壳体的强度;通过ANSYS WorkBench仿真平台对底座外壳体进行了优化设计,获得了底座外壳体的优化参数。 展开更多
关键词 旋转防喷器 有限元分析 优化设计 ANSYS
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海洋钻井防喷器控制系统的发展
16
作者 周国林 《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》 2024年第1期0196-0199,共4页
海洋钻井防喷器控制系统是保障海洋钻井作业稳定运行的重要设备之一。随着海洋石油勘探开发的不断深入,对海洋钻井防喷器控制系统的要求也越来越高。本文主要介绍了海洋钻井防喷器控制系统的发展历程、现状以及未来的发展趋势。通过对... 海洋钻井防喷器控制系统是保障海洋钻井作业稳定运行的重要设备之一。随着海洋石油勘探开发的不断深入,对海洋钻井防喷器控制系统的要求也越来越高。本文主要介绍了海洋钻井防喷器控制系统的发展历程、现状以及未来的发展趋势。通过对相关文献的研究和分析,提出了一些改进和完善的建议,以期为海洋钻井防喷器控制系统的发展提供参考。 展开更多
关键词 海洋钻井 防喷器 控制系统 发展
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防喷器智能控制装置研制及应用
17
作者 杨利强 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期138-144,共7页
防喷器控制装置是控制井口防喷器组、井口阀门的主要设备,是钻井、修井过程中防止井喷、溢流和压井过程中必不可少的装置,但目前大量使用防喷器控制装置的控制手段单一,自动化程度低,关井需要多岗位配合操作,关井速度慢,且容易出现误操... 防喷器控制装置是控制井口防喷器组、井口阀门的主要设备,是钻井、修井过程中防止井喷、溢流和压井过程中必不可少的装置,但目前大量使用防喷器控制装置的控制手段单一,自动化程度低,关井需要多岗位配合操作,关井速度慢,且容易出现误操作。为此,通过对原有控制装置硬件改造升级及功能扩展,研制了防喷器智能控制装置,开发了智能关井控制软件,实现了钻井现场关井过程中防喷器、管汇阀门等控制对象的统一联动。现场50余口井的应用表明,防喷器智能控制装置具有自动化程度高、控制手段多样等特征,可大幅度提高关井效率和准确度,提升井控本质安全,具有良好的推广应用前景。 展开更多
关键词 防喷器 控制装置 井控 智能关井 遥控
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电缆防喷器填料密封性能评价及其影响因素分析
18
作者 魏凯 马博 +3 位作者 刘启伟 王晨阳 韩雪龙 王傲 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期166-173,共8页
在开采高蜡高沥青质原油的自喷井时,常用电缆来加热析出物以解决井筒堵塞问题,但对能够配套电缆使用的井口高压防喷装置的密封性能研究不足。提出一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构,建立填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的理... 在开采高蜡高沥青质原油的自喷井时,常用电缆来加热析出物以解决井筒堵塞问题,但对能够配套电缆使用的井口高压防喷装置的密封性能研究不足。提出一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构,建立填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的理论模型和有限元模型,并提出采用密封性能系数来评价不同影响因素下的填料密封性能。研究结果表明:填料环受压缩变形后,应力集中于最上端的主、副密封面上,流体压力渗透后,副密封面密封性能优于主密封面;增大压阀预紧应力,减小流体压力,减小电缆与填料间摩擦因数,可提高填料环主、副密封面的密封性能系数,从而改善填料密封性能;随着过盈量的增加,主、副密封面上的有效接触应力有所增加,但有效接触长度呈现先增大后减小的趋势,当过盈量大于0.06 mm时,密封性能系数降低,填料密封性反而变差。 展开更多
关键词 加热电缆 防喷器 填料密封 密封性能 流体压力渗透
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闸板防喷器壳体疲劳寿命及裂纹扩展分析
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作者 王仕强 于佩航 +2 位作者 何莎 俞嘉敏 徐强 《中国科技论文》 CAS 2024年第10期1089-1096,共8页
为研究闸板防喷器壳体在实际使用过程中凹坑与裂纹对其安全使用的影响,采用ABAQUS仿真模拟与实验分析了防喷器壳体在工作压力(70MPa)与静水压测试压力(105MPa)下的应力变化,研究了凹坑缺陷对闸板防喷器使用寿命的影响,分析了防喷器壳体... 为研究闸板防喷器壳体在实际使用过程中凹坑与裂纹对其安全使用的影响,采用ABAQUS仿真模拟与实验分析了防喷器壳体在工作压力(70MPa)与静水压测试压力(105MPa)下的应力变化,研究了凹坑缺陷对闸板防喷器使用寿命的影响,分析了防喷器壳体疲劳裂纹扩展特性。结果表明:当壳体通径存在ϕ170mm的凹坑时,最大应力达到520MPa,其位于凹坑边缘表面,而其他区域应力远小于材料屈服强度;当壳体腔室与通径高应力处存在腐蚀凹坑(直径<40 mm)时,最高应力幅分别为520MPa和344MPa;闸板防喷器疲劳裂纹随着不断扩展,逐渐呈现对称的半椭圆裂纹。通过对防喷器壳体在腔室与通径高应力区腐蚀凹坑的深入分析,发现腐蚀凹坑对防喷器的安全使用影响较小。同时,分析了防喷器缺陷大小与使用频次之间的关系,论证了防喷器不以统一使用年限作为判废指标的合理性。 展开更多
关键词 闸板防喷器 壳体 腐蚀凹坑 寿命分析 裂纹扩展 仿真模拟
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旋转防喷器试验装置机架可靠性分析及试验
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作者 唐顺东 王哲 +2 位作者 唐枨浩 王皓 任伟 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第5期127-132,共6页
旋转防喷器是钻井过程中用于控制井口压力的关键设备。它允许钻柱在承受井筒压力的情况下进行旋转和轴向移动,以确保钻井作业的安全。鉴于其在钻井安全中的重要性,旋转防喷器的产品质量至关重要。为此,必须对旋转防喷器进行严格的出厂... 旋转防喷器是钻井过程中用于控制井口压力的关键设备。它允许钻柱在承受井筒压力的情况下进行旋转和轴向移动,以确保钻井作业的安全。鉴于其在钻井安全中的重要性,旋转防喷器的产品质量至关重要。为此,必须对旋转防喷器进行严格的出厂检验。在检验过程中,试验装置的机架作为核心组成部分,其可靠性对于旋转防喷器的动态模拟试验至关重要。文章详细阐述了机架的设计过程,包括许用应力分析、焊缝强度分析、立柱强度校核以及整体强度分析,以确保机架的可靠性。通过这些计算和分析,确定了机架的最优结构参数。此外,通过应力测试、无损检测以及承压起下钻寿命试验,验证了机架设计的承载能力和稳定性,从而确保了旋转防喷器试验装置的高效性和准确性。这些措施共同保障了旋转防喷器在实际应用中的安全性能。 展开更多
关键词 旋转防喷器 机架 可靠性 动态模拟试验
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