张敏
- 作品数：14 被引量：59H指数：6
- 供职机构：西南石油大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程机械工程环境科学与工程理学更多>>
- 组合载荷下新型高强度电缆力学行为研究
- 2017年
- 提出一种多层、纤维、树脂复合空心管结构的新型高强度电缆。基于复合材料细观力学,建立高强度电缆理论模型;同时,采用水平拉伸试验对比验证了理论方法的适用性;最后利用理论及数值方法对组合载荷下的电缆进行应力应变分析。结果表明,数值分析中不同边界约束条件对电缆分析结果影响较小(相对误差约3.12%);悬挂质量对电缆轴向延伸率、径向收缩及轴向扭转角影响较大;内压对电缆轴向延伸率和轴向扭转角影响较小,但每增加5 MPa相对径向收缩达12.32%;选取小角度缠绕方案能提高电缆拉伸刚度,但缆体各层之间会存在应力波动,导致内部的不稳定性;该高强度电缆满足悬挂质量10t、内压15 MPa的常规工况生产要求。
- 蒋发光张敏张敏车传睿
- 关键词：细观力学
- 第七代超深水海洋平台钻机双井架的等强度多目标优化被引量：3
- 2020年
- 为了解决第七代超深水海洋平台钻机双井架结构笨重、安全系数小、变形大和材料使用率低等设计不合理的问题,基于等强度理念对双井架进行了优化设计:参照API Spec 2C-2004标准并采用有限元法,分析了双井架在典型工况下不同杆件截面参数时的应力、位移变化规律;以双井架质量、最大应力、最大位移和不同高度段的应力差异程度为优化目标,采用单因素与响应曲面法进行杆件截面参数优化,获得了最优截面参数组合。研究结果表明:①初步设计的双井架在风暴自存工况下安全系数小于API Spec 4F-2013要求的1.67,最大位移大于规范允许值l/400,在井架的下支柱和顶部横杆处最危险;②双井架应力随高度升高而减小,在设计双井架时应偏向从低到高考虑杆件截面强度;③双井架最终优化方案满足各典型工况要求,较之于原方案,质量、最大应力、最大位移和不同高度段应力的最大偏差率分别降低16.18%、29.25%、29.35%、67.67%,提高了材料利用率。结论认为,采用单因素与响应曲面法相结合的等强度多目标截面参数优化方法,对于双井架结构参数优选和相关井架设计具有指导意义。
- 蒋发光张敏张敏梁政
- 关键词：等强度多目标优化
- 基于灰色神经网络的旋转控制头深沟球轴承温度预测被引量：3
- 2016年
- 由于井口、转盘、天车的中心偏差,旋转控制头深沟球轴承受到较大的侧向载荷,同时,由于摩擦扭矩的作用,深沟球轴承会产生大量的热,容易导致轴承温度过高而失效,降低旋转控制头现场生产安全性能。为了优选、及时更换润滑冷却介质,提高深沟球轴承使用寿命及旋转控制头整体工作性能,将深沟球轴承温度变化作为研究重点,以室内试验测得数据为样本,运用灰色神经网络方法,建立数学模型对深沟球轴承温度进行预测,并与BP神经网络预测结果作对比。结果表明:灰色神经网络模型预测精度高、稳定性好,且所需样本数据少,对深沟球轴承温度预测及旋转控制头冷却润滑系统设计具有重要的应用价值。
- 王国荣张敏胡刚夏焱
- 关键词：旋转控制头深沟球轴承灰色神经网络
- 亚临界雷诺数下凹坑圆柱绕流数值模拟分析及减阻性能研究被引量：2
- 2017年
- 为研究非光滑圆柱绕流减阻性能,采用SST k-ω湍流模型对亚临界雷诺数R_e=40 000下凹坑圆柱绕流进行数值模拟及减阻性能研究。对凹坑深度、内部形状、分布形式进行了结构参数敏感性分析,研究各参数对凹坑圆柱绕流减阻性能的影响规律。结果表明:凹坑圆柱具有较好的绕流减阻效果;阻力系数、升力系数均随凹坑深度增加呈先减小后增大的变化趋势,且在h=0.015D时,凹坑圆柱绕流具有最佳减阻效果;圆柱形凹坑圆柱平均阻力系数为0.923,球面形凹坑圆柱平均阻力系数为0.94;菱形分布凹坑织构的圆柱绕流阻力系数平均值为0.923,矩形情况为0.973。
- 王国荣廖崇吉胡刚钟林张敏
- 关键词：圆柱绕流凹坑升力系数
- 基于流场分析的Y型对接式压裂管汇布局研究被引量：1
- 2020年
- 为提高压裂管汇的使用寿命,在传统的直角对接式布局基础上,设计了一种Y型对接式压裂管汇撬。运用Eulerian-Lagrangian方法与流体分析软件,分析获得不同结构参数下Y型对接式压裂管汇的流场压力、流场速度、冲蚀分布规律,并对Y型对接式布局进行优化。研究表明,随着对接角的增大,Y型对接式压裂管汇的流场压力、速度分布越不稳定,最大冲蚀速率随之减少,平均冲蚀速率随之增大;在对接四通拐角处设置过渡倒圆后,随着倒圆半径的增大,最大冲蚀速率及平均冲蚀速率随之减小;在对接角45°、倒圆半径20 mm时,最大冲蚀速率减小37.6%,平均冲蚀速率减少49.7%;Y型对接式压裂管汇的冲蚀速率比直角对接式结构有显著减小,提高管汇使用寿命。
- 刘鸣张川唐秋林林勇崔佳凯张敏蒋发光
- 关键词：冲蚀使用寿命
- 封隔器胶筒表面形貌对密封性能影响研究被引量：8
- 2016年
- 水平井分段压裂是目前低渗油气藏增产的主要措施之一,压裂封隔器是分段压裂时层与层之间封隔的关键工具,其封隔性能直接影响压裂施工工艺的施工质量和成功率。由于受到深井地层高温、高压等恶劣环境的影响,封隔器胶筒坐封后与套管间的接触应力、Mises应力直接影响其封隔能力和使用寿命。本文通过改变封隔器胶筒表面圆弧半径R、圆弧顶距胶筒表面距离δ、波纹间隙ΔH等参数来研究胶筒与套管间接触应力情况,结果表明：与常规封隔器胶筒相比,改进的封隔器胶筒与套管的最大接触应力提高了1.64倍～3.97倍;圆弧半径为1.25mm,波纹间隙为0.5mm的改进胶筒Mises应力降低了约11%。这不仅保证了封隔器密封可靠性,而且降低了胶筒被撕裂的风险。表面轮廓为波纹状的封隔器胶筒可广泛运用于水平井分段压裂工艺中。
- 何霞李明王国荣胡刚张敏
- 关键词：封隔器分段压裂接触应力
- 新型筒形控压钻井节流阀研制及其性能试验被引量：6
- 2015年
- 针对国产控压钻井节流阀节流特性差、使用寿命短、设计方法不科学等问题,设计了一种新型筒形控压钻井节流阀。介绍了该节流阀的整体结构、阀芯阀座设计方法、阀腔尺寸的优化方法,并对节流特性进行了试验验证。试验测试结果与理论吻合,表明该节流阀控压线性度好,设计方法合理。通过克里金响应面法优化了阀腔尺寸,提高阀芯使用寿命高达30.2%。该节流阀的研制方法为节流阀的设计提供了一种科学可重复的设计思路,为节流阀的进一步设计提供了理论参考。该节流阀在节流阀特性和使用寿命等方面的优势将在一定程度上促进控压钻井技术在国内的推广。
- 范红康王果楚飞陶思宇蒋龙王国荣张敏
- 关键词：控压钻井节流阀使用寿命
- 新型防突装置对封隔器胶筒力学性能影响研究被引量：7
- 2016年
- 为了进一步保证封隔器安全坐封,提高封隔器胶筒的力学性能,基于现有成熟技术,设计了一种新型防突装置,分析了不同防突装置材料和结构参数对封隔器胶筒肩部突出、接触应力、Von Mises应力的影响。结果表明:新型封隔器肩部突出距离相比常规封隔器降低了63.35%,使胶筒不易被破坏,延长了胶筒的寿命;对防突装置材料和结构参数进行优选,选择材料为铝合金,距胶筒端面距离H=2.5mm,厚度B=0.5mm的新型防突装置;新型防突装置的设计与应用为封隔器坐封提供了安全保障。
- 王国荣伍伟李明胡刚张敏
- 关键词：封隔器胶筒力学性能优化设计
- WL-355卧式螺旋沉降离心机振动分析被引量：2
- 2013年
- 在建立卧式螺旋沉降离心机振动模型的基础上,推导出卧式螺旋沉降离心机临界转速的一般公式。并对石油矿场广泛使用的WL-355卧式螺旋沉降离心机的临界转速进行了分析计算,计算结果通过实验验证,对该型离心机合理使用和设计具有一定的实际意义。
- 范强张敏李鹏宇
- 关键词：离心机临界转速振动
- 深井高温抽油泵泵筒-柱塞间隙对漏失影响研究被引量：8
- 2016年
- 现有文献中,抽油泵漏失计算研究重点集中在泵结构形变等方面,高温引起热变形后对漏失的影响研究不够充分,导致泵漏失计算误差较大。鉴于此,将抽油泵简化为双层圆筒组合空心圆柱体,在研究泵圆环模型的热变形理论基础上,引入修正的弹性模量和热膨胀系数,开展泵筒、柱塞随温度改变的热变形量研究,并借助泵漏失计算研究成果,完成泵筒-柱塞间隙与高温抽油泵漏失量计算。研究出温度、沉没度以及泵挂深度与漏失量之间的定量关系,提出通过对沉没度、泵挂深度的选择和提高间隙配合精度来有效降低抽油泵漏失量。研究结果可为深井高温抽油泵设计、选用、加工与间隙计算提供依据。
- 蒋发光张敏张敏
- 关键词：抽油泵深井漏失量
