期刊,石油机械 2024年卷8期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

石油机械

主　　编：贺会群

出版周期：月刊

国际刊号：1001-4578

电子邮箱：syjxzz@vip.sina.com

电　　话：0716-8121243/8127778/8121008

邮政编码：434000

地　　址：湖北省荆州市沙市区豉湖路12号

石油机械/Journal China Petroleum Machinery北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是国内石油机械学科唯一的技术类月刊。《石油机械》是全国中文核心期刊，中国石油天然气集团公司优秀期刊，也是湖北省一级刊物。经过30余年的不断发展，《石油机械》已成为目前国内石油石化装备行业最具影响力和知名度最大的刊物之一。

正式出版

收录年代

基于GA-BP的往复式压缩机状态监测与预测性维护

徐梦卓刘航铭易先中周元华...

1-6页

查看更多>>摘要：针对某增压站现有压缩机状态监控系统识别故障信号困难,故障发生前未能提前预警的问题,开发了面向预知维修的往复式压缩机状态监测与预测系统,建立一套完整的软件及硬件体系.气阀作为往复式压缩机的重要运动部件,其状态监测的测点位于阀盖外表面中心处,以气阀状态监测为例,建立了气阀盖振动力学模型.综合运用时域、频域和小波特征提取方法进行振动信号分析,得到正常状态和故障状态的信号特征,提取状态指标.运用遗传算法优化神经网络模型,建立基于GA-BP的往复式压缩机振动趋势预测模型,试验测得模型的预测误差小于 0.04.现场应用结果表明,该系统可实现全天候实时在线监测与预测,实现预知维修,减少工作人员的维保压力,提高机组运行安全性和效率,节省运维成本.

关键词：

往复式压缩机GA-BP状态监测故障预警预测性维护

原文链接:

万方数据
维普

领域特征融合Transformer的环焊缝缺陷识别方法

高富超程虎跃田野姜洪权...

7-14页

查看更多>>摘要：环焊缝缺陷的类型识别对于长输管线管道焊缝质量评价以及管道服役寿命评估具有重要意义.由于不同类型缺陷的射线检测图像具有特征差异小、对比度低等特征,现有缺陷类型识别方法所提取的特征表征能力不足,其准确性及可信性难以满足行业需求.为此,提出了一种缺陷领域特征提取与Transformer融合的焊缝缺陷类型识别方法.基于环焊缝缺陷评定技术人员的知识及缺陷领域特征,从缺陷几何特征、缺陷位置特征以及缺陷背景区域特征3 个方面定义了 14 个特征,用于实现不同类型缺陷的特征表征;以Transformer网络为基础,融合上述14 个特征提出深度可调节的缺陷类型识别模型与方法.以企业实际环焊缝缺陷数据对模型进行验证.结果表明,与ResNet50 网络相比,所提模型对于未熔合、未焊透缺陷,分类精度分别提高 18.2%和 14.3%;对于咬边和内凹2 种形状缺陷,分类精度达到 90%以上.证明所提方法可以有效提高缺陷类型识别准确率,可将其扩展到射线检测铸造缺陷、TOFD检测焊缝缺陷识别领域.

关键词：

长输管道环焊缝检测缺陷识别Transformer模型多源特征提取固有特征灰度提取

原文链接:

万方数据
维普

基于数字孪生的生产分离器分离效果混合模型

何蕾张明衣华磊张倩...

15-23页

查看更多>>摘要：生产分离器作为海上油气生产平台的关键处理设备,其处理效果直接影响油田生产能力.由于分离器内部流动特性及化学药剂作用机理复杂,现有机理模型难以对生产分离器实际处理效果进行准确评估.为此,基于机理与数据融合的数字孪生理念,提出了适用于不同原油含水工况的生产分离器实际分离效果混合模型构建方法.对于低含水原油,提出了基于试验数据的卷积神经网络模型构建方法,并通过多种数据驱模型计算结果比选,验证该模型在表征多因素与分离效果之间关系的有效性;针对实验室乳化效果不佳的高含水原油,集成重力分离机理与代理模型建立了分离效果评估模型,该模型将原油乳状液的液滴尺寸分布、破乳剂质量分数及含水体积分数相关的黏温特性对分离效果的影响考虑在内,通过蒙特卡罗模拟表征模型参数及工艺参数的不确定性对分离效果的影响.将建立的混合模型应用于实际海上生产分离器,通过与现场化验数据对比及多工况分析对模型的有效性进行验证.结果表明,构建的混合模型能够实现对海上油气生产平台各级分离器实际处理效果的在线孪生.该模型有效解决了数据驱模型对于高含水原油分离效果预测缺乏泛化性的问题;克服了传统计算流体力学模拟效率低、模型偏差无法修正的缺陷.该混合模型能够用于分析生产分离器在多种工况下的实际分离效果,可为海上生产平台实际处理能力估计及生产参数调优提供指导.

关键词：

生产分离器实际分离效果混合模型重力沉降模型数据驱模型海上油气生产

原文链接:

万方数据
维普

?175 mm涡轮钻具叶片型线结构参数优化研究

袁新梅金欢欢段清龙黄天成...

24-32页

查看更多>>摘要：以ø175 mm涡轮钻具为研究对象,研究了不同叶片型线结构参数对涡轮钻具效率及扭矩的影响.基于五次多项式理论和计算流体力学基本原理,开展了涡轮钻具水力性能仿真分析;结合正交试验法和响应面优化法,研究了叶片的前缘和后缘半径、前缘和后缘楔角、进口和出口结构角对涡轮钻具效率和扭矩的影响程度,并通过对极差分析,确定以入口结构角、出口结构角和后缘楔角为影响因素,以效率和扭矩最大化为目标,进行响应面优化;通过响应面法建立了叶片结构参数与扭矩和效率的回归方程,得到了涡轮钻具优化后的工作效率和扭矩.研究结果表明:影响效率的主要因素是出口结构角、后缘楔角和后缘半径;影响扭矩的主要因素是出口结构角、入口结构角和后缘楔角;优化后的涡轮钻具其扭矩提高了 42.6%,效率提高了 2.4%.研究结果可为涡轮钻具叶片型线结构的参数设计和优化提供理论支持.

关键词：

涡轮钻具叶片型线扭矩效率正交试验法响应面法

原文链接:

万方数据

基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究

孙晓峰赵元喆李智鹏胡乔波...

33-40页

查看更多>>摘要：钻井过程中,钻井液对水合物地层产生热交换作用,同时钻井液侵入会影响水合物稳定,两者均引起井周应力场变化,导致井壁坍塌等复杂情况,严重制约着天然气水合物资源高效开发.基于线性热弹性多孔介质理论建立了热流固耦合的水合物斜井井周应力模型,引入欧拉变换考虑三维地应力大小和方向的随机性,采用D-P 准则强化中间主应力对水合物井壁稳定的影响,并开展了井斜角/方位角、水合物饱和度、井壁渗透性以及钻井液温度等因素对水合物井壁稳定的研究.研究结果表明:井斜角对井壁的稳定性具有更大的影响,井斜角每增加 30°坍塌压力变化0.155 MPa,方位角每增加 30°坍塌压力变化 0.112 MPa.水合物从高到低饱和度的分解过程,前期地层强度缓慢降低,后期快速降低.水合物地层的有效孔隙度增加使得钻井液侵入量增加,致使地层有效应力降低,导致地层的变形和破裂,增加井壁失稳风险.水合物地层对高于相平衡温度(285 K)的钻井液较为敏感,每升高 1K坍塌压力当量密度约增加 0.006 9 g/cm3,相反则表现较为迟钝.在进行钻井作业时,选用合适的高抑制性、低温钻井液有助于控制水合物的分解以及减少钻井液侵入,进而降低水合物井壁失稳风险.研究结果可为天然气水合物井壁稳定性研究提供参考.

关键词：

天然气水合物井壁稳定D-P准则坍塌压力热流固耦合

原文链接:

万方数据
维普

水平井电缆射孔振动安全性分析

周鑫钟柳军简屹林陈益丽...

41-50页

查看更多>>摘要：水平井射孔时,射孔弹爆炸会产生巨大的冲击波作用于管柱自身,并造成严重的管柱振动行为,甚至造成管柱与管串工具的损坏.为了研究水平井电缆射孔振动安全性,基于Hamil-ton原理,考虑射孔爆轰载荷的衰减、管柱-井壁的接触碰撞、超深井高温高压环境和管柱自生约束等因素的影响,建立了水平井电缆射孔纵-横-扭耦合非线性动力学模型.使用Newmark-β法对系统非线性离散方程组进行求解,并编制了相应的MATLAB计算程序.采用西南地区H1 实例井井深结构和射孔参数,利用非线性振动模型探究了射孔轰爆载荷在超深井高温高压环境下对水平井电缆射孔纵-横-扭耦合振动的影响机理.研究结果表明:射孔枪过长会增大其横向位移、截面位移和振动幅值,过短则会导致管柱所受到Mises应力增大,故在考虑射孔枪安全使用和抑制振动的前提下,射孔枪长度20m左右最合适.当射孔弹装药量超过20g时,管柱所受到的最大Mi-ses应力已经超过了其自身的极限应力值,在保证高效率射孔和管柱安全的前提下,射孔弹装药量应控制在15～20 g之间,这一参数与西南地区龙马溪组H2/3 实例井使用的装药量相符合.研究结果可以为特定井的射孔弹装药量提供建议.

关键词：

水平井电缆射孔爆轰压力场动态响应应力传播振动安全

原文链接:

万方数据
维普

多热源影响下双深双高钻井井筒瞬态传热模型

陈鑫何淼许明标周长铖...

51-60页

查看更多>>摘要：为准确分析钻井液高温高压物性参数、钻柱偏心、旋转和钻头破岩多种热源因素对环空温度剖面的影响,基于井筒和周围环境传热机理和流动过程,建立了一种适用于双深双高钻井的井筒瞬态传热模型.利用有限体积法对该模型进行数值求解,并将现场实测数据分别与软件Drillbench和该模型进行对比验证.结果表明,该模型的预测与现场实测数据拟合效果更佳.研究发现:综合考虑多种热源因素会使环空温度更接近井筒真实值,井底环空温差达到8.43℃;当考虑钻井液高温高压物性参数变化时,下段环空温度随井深的增加而显著减小,井底处环空温差为3.48℃;相较钻柱偏心,旋转和钻头破岩作用对环空温度的影响更显著,井底环空温差分别为6.20 和6.56℃.研究结果可为双深双高钻井井筒温度预测和控制提供理论指导.

关键词：

双深双高钻井井筒传热钻柱偏心旋转钻头破岩

原文链接:

万方数据
维普

基于仿真的复合冲击破岩流固热耦合场分析

曹继飞邹德永李成王旱祥...

61-69页

查看更多>>摘要：为了揭示复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩机理,以温度为纽带,通过迭代算法建立复合冲击载荷下PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型,同时以PDC钻头切削齿温度为评价指标验证仿真模型;从动态破岩过程、力学变化行为、温度演化规律和流场分布特征等 4 个方面完成复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩工作特性分析.分析结果表明:PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型误差在10%以内,满足工程分析精度需求;PDC钻头破岩过程分为单齿破岩、平面破岩和深度破岩3 个阶段,增加复合冲击载荷后PDC钻头最大扭矩增大66.3%,平均扭矩增大28.0%;PDC钻头的高温区域分布在钻头最底部切削齿表面,最高温度达到 166.9℃;钻井液在PDC钻头刀翼外侧切削齿产生高压区域,最大压力达到 107.9 kPa;钻井液在喷嘴出口处流速最大,达到6.1 m/s.研究结果可为揭示复合冲击破岩机理、开发高效PDC钻头提供理论指导和技术支持.

关键词：

PDC钻头复合冲击全尺寸破岩流固热耦合

原文链接:

万方数据
维普

塔河地区特深井底部钻具组合力学模拟分析研究

王龙李文霞高文凯张谧...

70-76页

查看更多>>摘要：特深层油气资源的高效开发对保障国家能源安全、实现能源接替具有重要意义,是当前油气勘探开发的重点领域.塔河地区油气资源丰富、埋藏深,勘探潜力巨大.为解决特深井钻探面临井底高温致使垂钻系统无法使用、常规钻具防斜能力弱、钻速低等难题,基于广义纵横弯曲法、钻头-地层相互作用模型评价了邻井钻具防斜性能,反演了地层倾角、走向、各向异性系数.为特深井TS-X井提供现场支撑,针对寒武系与震旦系地层特性分析不同BHA结构对井斜影响效果,设计了包含螺杆钻具的底部钻具组合,并形成了最优结构方案.现场施工中代入实钻数据实时预测钻具防斜能力,形成了最优钻压参数方案.实钻结果表明,使用设计钻具具有防斜效果好、钻速快等优点,验证了模型的正确性和优化设计的合理性.研究结果对塔河地区其他特深井安全高效钻探、实现防斜打快具有重要指导意义.

关键词：

超深井防斜打快塔河地区底部钻具组合

原文链接:

万方数据
维普

东海深部高研磨地层冲击钻井PDC齿优选研究

李基伟李乾田胜雷黄达...

77-84页

查看更多>>摘要：东海盆地深部地层机械钻速(ROP)低、PDC钻头钻齿易磨损、单个钻头进尺数少的问题日益突出.为此,开展了岩石可钻性、硬度与塑性系数、强度、研磨性及组分检测试验,明确了导致该区域深部地层低ROP 的主控因素,并对ROP 变化规律进行了验证;设计了冲击载荷作用下PDC钻头异形齿破岩试验装置,开展了单齿破岩试验,利用 3D扫描技术量化了三棱齿、斧形齿在不同冲击速度下的侵彻深度和破岩体积,计算了冲击破岩过程中的能量吸收效率以及破岩比功,对PDC钻头异形齿进行了优选;同时结合优选结果开展了现场试验.研究结果表明:岩石的高研磨性和高强度是东海盆地低ROP的主控因素,当冲锤冲击速度小于 7.1 m/s时,三棱齿侵彻深度和破岩体积更大,提速效果较为明显;当冲锤冲击速度大于 7.1 m/s时,斧形齿的破岩比功要小于三棱齿,且能量吸收效率更优,在高研磨地层作用下磨损较小,能更好地延长PDC钻头的寿命;现场试验也验证了该结论.研究成果可为东海盆地深部地层冲击钻井参数的确定以及PDC钻头钻齿的优选提供有效参考.

关键词：

高研磨地层PDC钻头机械钻速钻齿优选三棱齿斧形齿冲击破岩

原文链接:

万方数据
维普