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自动化石油机械制造技术分析
1
作者 王辉 李志强 王克文 《中国设备工程》 2026年第5期177-179,共3页
本文以石油机械制造为目标,对其自动化制造技术进行分析。包括石油机械制造的基本特点,自动化石油机械制造技术介绍,自动化石油机械制造技术应用策略及其发展方向。经分析可知,集成化技术、虚拟化技术、柔性自动化技术以及智能化技术均... 本文以石油机械制造为目标,对其自动化制造技术进行分析。包括石油机械制造的基本特点,自动化石油机械制造技术介绍,自动化石油机械制造技术应用策略及其发展方向。经分析可知,集成化技术、虚拟化技术、柔性自动化技术以及智能化技术均是石油机械制造中的主要自动化技术,通过这些技术的合理应用,可充分满足此类机械制造需求,促进其制造技术的自动化发展。希望通过此次分析,可以为自动化制造技术的应用于石油机械生产制造提供一定参考。 展开更多
关键词 石油机械 自动化制造 集成化技术 虚拟化技术 智能化技术
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极端温度条件下环形防喷器胶芯密封响应演化与失效分析
2
作者 冯少波 张耀明 +4 位作者 武胜男 孟祥娟 赵密锋 王鹏程 黄锦韬 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第9期3753-3762,共10页
为提升油气勘探开发过程中环形防喷器在极端温度条件下的密封可靠性,以锥形胶芯为研究对象,构建了基于Yeoh超弹性本构模型的热-力耦合密封性能预测模型。该模型综合考虑井口压力、温度场、接触应力、橡胶挤出量、密封有效长度与胶芯位... 为提升油气勘探开发过程中环形防喷器在极端温度条件下的密封可靠性,以锥形胶芯为研究对象,构建了基于Yeoh超弹性本构模型的热-力耦合密封性能预测模型。该模型综合考虑井口压力、温度场、接触应力、橡胶挤出量、密封有效长度与胶芯位移等物理参数,探索应力随温度的变化规律,通过温度试验与有限元仿真对比验证,预测误差控制在15%以内,验证了模型在复杂热-力耦合工况下的适用性。研究系统提取并分析了不同温度条件下的关键密封响应参数,揭示了极限温度环境对密封性能演化的影响机制。结果表明:密封面接触应力在-18~93℃区间应力随温度升高呈“先增后减”趋势,在超出120℃后显著下降,密封性能难以维持,存在失效风险。研究还识别了高温载荷作用下的潜在失效区域与路径,为失效机理分析与结构优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 环形防喷器 锥形胶芯 极限温度 接触应力 密封失效性能分析
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弯扭叶片涡轮钻具输出性能研究
3
作者 袁新梅 金欢欢 +3 位作者 黄天成 周思柱 曾云 刘书杰 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期134-144,共11页
为研究空间弯扭叶片涡轮钻具在不同的扭曲角、弯曲角以及不同径向弯曲积叠线下的叶片对弯扭涡轮钻具输出性能的影响,以Φ175 mm涡轮钻具为研究对象,基于五次多项式叶片设计理论和计算流体力学基本原理,对不同的扭曲角度、弯曲角度、弯... 为研究空间弯扭叶片涡轮钻具在不同的扭曲角、弯曲角以及不同径向弯曲积叠线下的叶片对弯扭涡轮钻具输出性能的影响,以Φ175 mm涡轮钻具为研究对象,基于五次多项式叶片设计理论和计算流体力学基本原理,对不同的扭曲角度、弯曲角度、弯曲积叠形式下的弯扭叶片涡轮钻具与具有相同叶片型线的直叶片涡轮钻具进行输出性能仿真对比。结果表明:在径向流道尺寸一定的情况下,涡轮钻具的弯扭叶片采用圆弧型积叠线造型时比采用其他几种弯曲积叠线造型时的效率高;对圆弧型弯曲积叠形式下的扭曲角和弯曲角研究表明,扭曲角以内、外圈截面厚度弯角分别为15°和5°方式进行扭曲,以及弯曲角为20°左右时弯扭叶片涡轮钻具效率较高。同时与具有相同叶型的直叶片涡轮钻具相比,弯扭叶片涡轮钻具在整个工作过程中的效率都优于直叶片涡轮钻具,且在高转速区域其效率提高了近6%。研究结果可为空间弯扭组合涡轮钻具的设计及优化提供参考。 展开更多
关键词 涡轮钻具 弯曲角 扭曲角 弯曲积叠线 效率
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喷嘴轴线偏移对射流泵引射性能影响研究
4
作者 李万钟 张振宇 +3 位作者 郭晨浩 孙家琛 赵峥延 毛先荣 《石油机械》 北大核心 2026年第2期120-127,共8页
射流泵在青石峁地区气井的增产作业中得到广泛应用。在实际作业中,射流泵普遍依赖经验安装并入井,然而高温高压工况易导致射流泵喷嘴轴线与喉管轴线之间发生偏移。为研究喷嘴与喉管在非同轴线配合下对射流泵工作性能的影响,以射流泵的... 射流泵在青石峁地区气井的增产作业中得到广泛应用。在实际作业中,射流泵普遍依赖经验安装并入井,然而高温高压工况易导致射流泵喷嘴轴线与喉管轴线之间发生偏移。为研究喷嘴与喉管在非同轴线配合下对射流泵工作性能的影响,以射流泵的引射性能为研究对象,选取引射系数与压力损失系数为性能评价指标,基于Realizable k⁃ε湍流模型开展数值模拟分析。研究了喷嘴轴线相对喉管轴线偏移10%~60%范围内射流泵的引射性能变化,系统揭示了轴线偏移对射流泵引射性能的影响规律。研究结果表明:随着喷嘴轴线偏移量的增加,射流泵的引射性能逐渐下降。当喷嘴轴线向上壁面方向偏移时,喷嘴出口处工作流体的最大速度降低5.3%,喉管与扩散管上壁面的流体动压升高,工作流体与引射流体的混合效果增强;而喉管与扩散管下壁面则呈现相反的变化趋势;当偏移量达到10%时,扩散管下壁面处开始出现混合流体回流与局部湍流现象,引射系数减小7.8%,压力损失系数增大0.5%;当偏移量达到40%时,喉管下壁面处开始出现局部湍流,引射系数减小23.9%,压力损失系数增大1.2%,随着偏移量进一步增大,混合流体回流区与局部湍流区持续扩展。研究结果可为评估实际工况下射流泵的工作性能提供理论依据,为工程优化提供参考准则。 展开更多
关键词 射流泵 喷嘴轴线偏移 引射系数 压力损失 流场分析 k⁃ε湍流模型 入口动压
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可连续堵漏钻进多功能工具研制与试验
5
作者 姚建林 黄伟 +2 位作者 郑凯中 刘彬 李润泽 《石油机械》 北大核心 2026年第2期40-48,共9页
近些年,深井、超深井钻井完井技术虽有了长足进步,但井漏仍然是深层、超深层油气开发过程中常见的井下复杂问题之一,钻井工程中因井漏而带来的经济损失占总成本的25%~40%。针对井漏问题,提出一种用于水泥浆堵漏的连续堵漏-钻塞作业方法... 近些年,深井、超深井钻井完井技术虽有了长足进步,但井漏仍然是深层、超深层油气开发过程中常见的井下复杂问题之一,钻井工程中因井漏而带来的经济损失占总成本的25%~40%。针对井漏问题,提出一种用于水泥浆堵漏的连续堵漏-钻塞作业方法,能够减少水泥浆堵漏和钻水泥塞作业的起下钻趟数,从而极大缩短水泥浆堵漏作业周期。基于此,对比分析了液压式、机械式、机械可控节流+液压驱动、液压可控节流+液压驱动等4种技术原理的优缺点,优选“机械可控节流+液压驱动”作为研究的技术原理;利用《水力计算手册》和《钻井工程技术手册》以及流体仿真分析,建立了液压推力理论计算公式;采用刀块误扩张结构、45°扩张斜角刀块、防水泥浆堆积固化结构、三长中心相连刀翼、钻头一体式结构、大通径水眼等设计,研发出了可连续堵漏钻进多功能工具。室内测试和现场试验结果表明:液压推力理论公式计算结果较准确,能够为可连续堵漏钻塞多功能工具系列化提供理论支撑;多功能工具在钻试-X井“一趟钻”完成了注水泥浆和钻水泥塞作业,且钻水泥塞形成的井眼尺寸达到设计直径,实现了不起钻条件下的连续堵漏-钻塞作业,较常规作业节约1趟钻,其推广应用有望大幅缩短水泥浆堵漏作业周期。 展开更多
关键词 深井 超深井 井漏 水泥浆堵漏 钻水泥塞 不起钻堵漏钻塞 注水泥作业
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基于载荷控制的大曲率井抽油杆扶正器布点设计
6
作者 吕凤霞 张胜 +3 位作者 束雨 唐明 韩赛越 徐瑞辰 《石油机械》 北大核心 2026年第1期102-109,共8页
加装扶正器可有效缓解大曲率井杆管柱间的偏磨问题,然而扶正器的布置数量过多会导致抽油杆下行阻力增大,降低采油效率。为此,采用有限单元法建立大曲率井杆管接触有限元分析模型,对大曲率井不同扶正器布置方案进行计算;以扶正器、杆体... 加装扶正器可有效缓解大曲率井杆管柱间的偏磨问题,然而扶正器的布置数量过多会导致抽油杆下行阻力增大,降低采油效率。为此,采用有限单元法建立大曲率井杆管接触有限元分析模型,对大曲率井不同扶正器布置方案进行计算;以扶正器、杆体、接箍与油管的接触载荷作为约束条件,以减少扶正器布置数量作为目标,采用搜索迭代法对扶正器数量进行优化布置,并开展现场实例分析。分析结果表明:随着井斜角及全角变化率的改变,每根抽油杆上布置不同数量的扶正器即可有效隔离杆体、接箍与油管的接触,且控制其接触载荷在许用载荷范围内;与优化前布置78个扶正器相比,优化后扶正器数量减少了23个,大幅减少了扶正器用量。研究结果可为油田实际生产提供指导作用。 展开更多
关键词 大曲率井 有限元法 接触载荷 扶正器 布点优化 接触载荷 搜索迭代法
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小型无人平台抗冰极限承载能力分析
7
作者 朱本瑞 杨成祥 +1 位作者 李启涛 黄焱 《中国造船》 北大核心 2026年第1期12-24,共13页
针对渤海某小型无人平台抗冰极限承载能力,采用ANSYS软件建立非线性有限元模型,基于Pushover方法分析井口区冰载荷对平台抗冰能力的影响。通过12种工况下平台极限承载能力的分析,结合传统指标如强度储备系数R_(SR)与延性系数γ,以及新... 针对渤海某小型无人平台抗冰极限承载能力,采用ANSYS软件建立非线性有限元模型,基于Pushover方法分析井口区冰载荷对平台抗冰能力的影响。通过12种工况下平台极限承载能力的分析,结合传统指标如强度储备系数R_(SR)与延性系数γ,以及新提出的强度利用系数S_(UR)和弹性储备系数μ,对平台的承载能力和变形能力进行全面评估。此外还分析了平台在不同冰情下的失效模式。结果表明:井口区的冰载荷显著降低了平台的极限承载能力,在弹性范围内,平台位移的安全裕量降低;忽略和考虑井口区冰载荷时平台的失效模式分别为X型斜撑屈服失效和前排迎冰隔水管失效,这种失效模式的变化决定了平台在不同冰情下抗冰能力的差异。研究为冰区环境中小型无人平台的结构性能优化和设计改进提供了理论基础。 展开更多
关键词 小型无人平台 PUSHOVER方法 冰载荷 井口区 极限承载能力 失效模式
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海上油田同心精细分层注气工艺研究及应用
8
作者 薛德栋 寇磊 +2 位作者 郑春峰 任维娜 肖祖印 《石油机械》 北大核心 2026年第2期68-74,共7页
注气开发是低渗透油田补充地层压力、提高油田采收率的主要方法。单管投捞气嘴分层注气工艺在渤海油田面临调配时无法实时读取井下数据,且无法实现井下注入量的精确调配等问题。为此,开展海上油田同心精细分层注气工艺技术研究,同时研... 注气开发是低渗透油田补充地层压力、提高油田采收率的主要方法。单管投捞气嘴分层注气工艺在渤海油田面临调配时无法实时读取井下数据,且无法实现井下注入量的精确调配等问题。为此,开展海上油田同心精细分层注气工艺技术研究,同时研制了分层注气工具及工艺配套技术。研制的分层注气工作筒最高耐温150℃、最高耐压60 MPa,可实现注气量的无级调速;研制的注气流量测试工具采用集流式测试,可对各个层段进行单层测试,可实现与井下仪器的双向通信。现场应用结果表明:同心精细分层注气工艺井下测调成功,适用于完井通径98.55 mm、井斜角不大于60°的井况,有效解决了气密封、气体腐蚀、气体冲蚀及注气安全等难题;注气合格率达97%以上,整体分层注气调配时间由48 h缩短到12 h。研究结果可为海上低渗油田高效气驱提供新的技术手段。 展开更多
关键词 海上油田 分层注气 同心测调 注气工作筒 流量测试 插入密封
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基于物理约束机器学习的PDC钻头智能选型技术研究
9
作者 李昌盛 孙华凯 张乐 《钻采工艺》 北大核心 2026年第1期133-140,共8页
为解決传统PDC钻头选型依赖经验、在软硬交错地层中适配性差导致机械钻速低、进尺短等问题,提出一种基于物理约束机器学习的PDC钻头智能选型技术。通过收集7个油田3410口井的23171条钻头使用记录,构建涵盖地层抗钻特性参数(抗压强度、... 为解決传统PDC钻头选型依赖经验、在软硬交错地层中适配性差导致机械钻速低、进尺短等问题,提出一种基于物理约束机器学习的PDC钻头智能选型技术。通过收集7个油田3410口井的23171条钻头使用记录,构建涵盖地层抗钻特性参数(抗压强度、研磨指数、冲击指数)、钻头结构参数、钻井参数及螺杆参数的数据库;基于地层与钻头的适配机理,建立以三参数为核心的物理规则模型,量化刀翼数、切削齿尺寸等结构参数与抗钻特性的匹配关系;将物理规则作为约束嵌入多目标神经网络模型,以机械钻速和进尺为优化目标,结合改进的NSGA-Ⅱ算法搜索帕累托最优解,实现钻头结构参数的定量化自动推荐。现场应用于XQ1井须家河组地层,推荐的6刀翼16 mm齿PDC钻头实现进尺257 m,机械钻速1.69 m/h,较邻井机械钻速提升显著,验证了该技术的科学性与有效性。研究成果为复杂地层PDC钻头高效选型提供了理论与技术支撑。 展开更多
关键词 PDC钻头 物理约束 机器学习 智能选型 软硬交错地层 多目标优化
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超深小井眼高性能油管磨铣工具优化及应用研究
10
作者 苗娟 王清云 +2 位作者 汤明 敬亚东 姚洁 《石油钻探技术》 北大核心 2026年第1期183-193,共11页
为解决超深小井眼修井作业中因井眼尺寸小、油管强度高而导致的磨铣井段长、磨铣速度慢及单趟进尺短等难题,优化了八角齿复合布齿高性能磨铣工具。基于P110钢级油管磨铣动力学仿真模型,优化设计了高性能磨铣工具,优选切削元件为八角齿,... 为解决超深小井眼修井作业中因井眼尺寸小、油管强度高而导致的磨铣井段长、磨铣速度慢及单趟进尺短等难题,优化了八角齿复合布齿高性能磨铣工具。基于P110钢级油管磨铣动力学仿真模型,优化设计了高性能磨铣工具,优选切削元件为八角齿,并确定后倾角为18°。磨铣作业时,八角齿利用其高切削吃入应力实现对高强度油管的有效“攻击”,同时凭借低切削力波动变异系数和低破碎比功保持切削稳定性;布齿方式采用全八角齿多级复合切削方式,进一步协同了切削齿的攻击性与稳定性,能量利用效率最高。高性能磨铣工具现场试验结果表明,单趟磨铣进尺相比常规磨鞋提高了32.86%,磨铣速度提升了33.33%,提速提效显著。八角齿复合布齿高性能磨铣工具的优化与应用,实现了高强度油管磨铣过程中的高稳定性与高效率,为超深小井眼修井作业提供了一种新的高效磨铣工具。 展开更多
关键词 超深小井眼 高强度油管 八角齿 复合布齿 磨铣动力学 有限元模拟
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海上压裂船在波浪中的水动力响应数值模拟研究
11
作者 袁文奎 徐志海 +3 位作者 范高曌 郭晓强 王新根 孟令韬 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期116-126,共11页
基于三维势流理论分析中国海上首台压裂船的水动力性能,研究其在不同浪向角、波浪谱峰周期和波高下船舶的运动响应规律。借助AQWA软件对系泊压裂船的频域响应进行分析计算,计算出船舶的运动幅值响应算子、附加质量与辐射阻尼,将数值分... 基于三维势流理论分析中国海上首台压裂船的水动力性能,研究其在不同浪向角、波浪谱峰周期和波高下船舶的运动响应规律。借助AQWA软件对系泊压裂船的频域响应进行分析计算,计算出船舶的运动幅值响应算子、附加质量与辐射阻尼,将数值分析结果与课题组所开展的耐波性实验数据开展比对验证,评估模型的有效性与准确性。然后依据频域分析的结果对压裂船的时域系泊问题进行分析,得到在不同波浪参数下的压裂船时域的系泊响应。研究表明,波浪周期对船舶横荡附加质量的影响小,纵荡方向附加质量呈现先减小后增大再减小的趋势,垂荡附加质量则与其相反。纵摇和艏摇方向的附加质量随波浪谱峰周期的增大呈现出先减小后增大再减小的变化趋势,而对于横摇方向,附加质量变化不大。此外,压裂船在不同波浪谱峰周期作用下,各自由度辐射阻尼均表现出先增强后减弱的特性。船体横摇角有义值在浪向角从0°增至180°过程中,呈现先增大后减小的趋势,最大值位于90°方位;纵摇角的变化趋势则呈先减后增加,180°时纵摇角有义值最大。随着波浪谱峰周期的增加,横摇和垂荡有义值呈现出增加的趋势,而纵摇角有义值呈先上升后下降的趋势。波高的增加使得船舶的横摇、纵摇及垂荡方向的有义值都上升。研究成果可为大型船舶在波浪条件下的运动响应分析的方法和技术应用提供一定的理论依据和基础。 展开更多
关键词 势流理论 水动力 辐射阻尼 附加质量 频域 时域
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基于分形理论的锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能研究
12
作者 曹银萍 刘王恒 +1 位作者 于洋 唐家睿 《润滑与密封》 北大核心 2026年第2期1-9,共9页
现有的特殊螺纹接头有限元分析大多建立在密封面完全光滑的基础上,未考虑密封面的微观形貌。为研究粗糙密封面对锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能的影响,基于Weierstrass-Mandelbrot分形函数,建立包含粗糙密封面的特殊螺纹接头有限元模型... 现有的特殊螺纹接头有限元分析大多建立在密封面完全光滑的基础上,未考虑密封面的微观形貌。为研究粗糙密封面对锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能的影响,基于Weierstrass-Mandelbrot分形函数,建立包含粗糙密封面的特殊螺纹接头有限元模型,研究密封面粗糙度、上扣扭矩及内压载荷对接头密封性能的影响。结果表明:最佳上扣扭矩下,粗糙密封面上的接触压力存在多个局部峰值,随着粗糙度减小,真实接触长度逐渐增大,接触压力分布更均匀;同一粗糙度下,随着上扣扭矩的增大,密封面真实接触长度增大,在保证结构强度安全的前提下,减小粗糙度和适当增大上扣扭矩,有利于提高接头的密封性能;随着内压的增加,粗糙密封面上产生接触的微凸体数量增多,产生塑性流动的微小间隙被塑性流动金属填充,因此真实接触长度增大,特殊螺纹接头密封性能增强。研究结果为特殊螺纹接头微观形貌下的密封性能分析提供参考。 展开更多
关键词 特殊螺纹接头 密封性能 分形理论 密封面 粗糙度
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印刷电路板式LNG气化器热工水力性能数值模拟与优化
13
作者 潘杰 翁嫣嫣 +2 位作者 安雯 田可 李冉 《天然气工业》 北大核心 2026年第2期133-145,共13页
印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)作为一种高效微通道换热器,因其结构紧凑、高效、安全可靠等优势,应用前景广阔,但目前对于波形通道PCHE的研究还相对减少。为此,采用正交数值实验对波形通道印刷电路板式LNG气... 印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)作为一种高效微通道换热器,因其结构紧凑、高效、安全可靠等优势,应用前景广阔,但目前对于波形通道PCHE的研究还相对减少。为此,采用正交数值实验对波形通道印刷电路板式LNG气化器(Printed Circuit Vaporizer,PCV)的热工水力性能进行优化,将振幅、波长、冷热通道截面形状作为数值正交实验因素,每个实验因素取3个水平进行正交实验,使用综合评价因子G作为优化指标。研究结果表明:①当振幅为3 mm、波长为25 mm、热通道为半圆形截面、冷通道为圆形截面时,PCV的综合性能最优;②波形通道通过周期性变化诱导流体核心区周期性迁移,有效减薄甚至破坏热边界层,从而实现换热强化;③流体热物性变化产生的浮升力会引发二次流与涡旋,而波形结构使涡旋位置发生周期性移动,进一步增强流体混合与对流换热;④正交实验方法可有效识别多几何参数中对性能影响显著的因素,实现高效优化。结论认为,所提出的优化模型与所得最佳结构参数,可为高效紧凑型LNG气化器的设计提供直接参考,对同类微通道换热器的结构优化与性能提升具有借鉴意义。 展开更多
关键词 印刷电路板式气化器 波形通道 数值正交实验设计 结构优化 热工水力性能
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中国天然气安全评价指标体系构建方法综述
14
作者 孙慧 王海滨 +1 位作者 杨雷 杨安 《油气储运》 北大核心 2026年第1期12-22,共11页
【目的】天然气安全始终是中国能源安全的重点关切,科学评估中国天然气安全程度是制定能源战略、保障供应安全的前提,但至今尚未形成一套兼具中国特色、行业共识且可操作的评价体系。【方法】以CNKI数据库为唯一数据源,分别以天然气安... 【目的】天然气安全始终是中国能源安全的重点关切,科学评估中国天然气安全程度是制定能源战略、保障供应安全的前提,但至今尚未形成一套兼具中国特色、行业共识且可操作的评价体系。【方法】以CNKI数据库为唯一数据源,分别以天然气安全、天然气风险为主题词进行检索,采用文献计量与内容分析相结合的手段,从指标选择结果、指标筛选方法、指标赋值技术、权重确定方法及安全评级方法5个层次,系统梳理了中国天然气安全评价指标体系的构建方法,对当前研究的不足之处进行了全面分析,并展望了未来研究的重点方向。【结果】①中国天然气安全评价应涵盖国内生产、资源进口、市场需求、价格水平、基础设施、经济社会环境6个维度,其中前3个维度是当前中国天然气安全评价体系的核心关注点,在现有文献中使用频率超过10.0%的14个指标中,有10个隶属于此3个维度,占比高达71.4%。对外依存度、天然气消费强度、储采比是应用最为广泛的3个指标,出现频率分别达60.3%、46.6%、46.6%。②当前中国天然气安全评价体系的指标选取仍普遍沿用间接指标/二次指标。在现有文献中出现频率超过10.0%的14个指标中,除人均GDP、运输距离外,其余指标均为间接指标,即需要通过其他数据进行计算后才能获得。③无论是指标筛选还是权重的确定,当前的研究均呈现出由主观经验判断转向引入数学方法或数学模型的发展趋势。熵权法、主成分分析法是当前应用较多的指标权重确定方法,两种方法在现有文献中的使用频率分别达44.8%、24.1%。在实践应用层面,当前中国仍未建成具有广泛共识的天然气安全评价指标体系。【结论】今后应建立符合中国国情、与国内政策阈值衔接、兼具科学性与可操作性的天然气安全评价体系,实现动态监测、滚动校正,以支撑国家能源安全决策与行业可持续发展。 展开更多
关键词 天然气 安全 评价体系 评价指标 构建方法
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扩张式封隔器胶筒解封性能研究
15
作者 王晶 方晓山 +3 位作者 岳欠杯 李康城 王岗 赵志伟 《润滑与密封》 北大核心 2026年第2期19-27,共9页
扩张式封隔器作为压裂工艺的主要工具之一,长期处于高温高压环境中,其密封元件胶筒极易产生应力松弛,导致封隔器解封不完全,回缩不彻底。为探究扩张式封隔器解封性能的影响因素,选取K344型扩张式封隔器为研究对象,考虑胶筒元件在高温高... 扩张式封隔器作为压裂工艺的主要工具之一,长期处于高温高压环境中,其密封元件胶筒极易产生应力松弛,导致封隔器解封不完全,回缩不彻底。为探究扩张式封隔器解封性能的影响因素,选取K344型扩张式封隔器为研究对象,考虑胶筒元件在高温高压条件下产生的应力松弛效应,建立扩张式封隔器解封力学模型及有限元模型,构建胶筒材料的超弹性和黏弹性本构模型,并对丁腈橡胶试件开展拉伸和应力松弛实验,拟合本构模型的参数数值,进而对K344型封隔器胶筒的解封力学性能进行分析。结果表明:随着压裂压力、井温、卡距等参数的增大,解封后封隔器胶筒与套管间的残余接触压力和摩阻力呈现增大趋势,同时胶筒的回缩率逐渐降低。故在井下作业时,封隔器解封状态受这些参数的影响,其解封效果会越来越差,从而引发在多级压裂工艺中出现上提管柱困难,封隔器的下井次数降低等问题。研究成果为优化封隔器结构和改善封隔器解封效果提供了理论依据。 展开更多
关键词 扩张式封隔器 解封 黏弹性 应力松弛 回缩
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深水复合隔水管-钻柱系统动态特性分析
16
作者 杨文武 李洋 +3 位作者 谢议升 许胜显 徐正钰 陈龙 《船舶工程》 北大核心 2026年第2期140-148,共9页
[目的]为揭示复杂环境载荷下复合隔水管-钻柱系统的耦合机理,[方法]针对现有动力学模型的不足,构建了多物理场耦合的非线性动力学模型。该模型综合考虑了涡激力、海流速度、顶张力、连接层刚度及钻井液流速等关键参数。[结果]研究结果表... [目的]为揭示复杂环境载荷下复合隔水管-钻柱系统的耦合机理,[方法]针对现有动力学模型的不足,构建了多物理场耦合的非线性动力学模型。该模型综合考虑了涡激力、海流速度、顶张力、连接层刚度及钻井液流速等关键参数。[结果]研究结果表明,在海流速度为0.4 m/s、张力为1.2 G、连接层刚度为10000 N/m、内钻井液流速为1 m/s的基本工况下,海流速度与顶张力的增大对复合隔水管-钻柱系统的动力学特征影响显著。海流速度增大时,复合管柱系统整体位移幅值增加,碰撞力幅值增大约35倍;连接层刚度与钻井液流速对复合管柱系统模态影响较小,但也会不同程度地影响复合管柱的运动特征,增加复合隔水管-钻柱系统失效风险。[结论]研究成果可为复合隔水管-钻柱系统的设计及安全使用提供参考。 展开更多
关键词 深水钻井 非线性动力学 管中管 复合隔水管-钻柱结构 接触碰撞
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井下油水分离注采开发技术现场区块试验效果及对老油田持续高产的支撑作用
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作者 王德民 王研 +3 位作者 王国庆 张蕾蕾 刘金堂 周新喆 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期163-174,共12页
在调整井钻井潜力逐年降低的情况下,老油田现阶段采取的提高注水压力和压裂措施在保持油田稳产的同时,也使生产成本增加、效益开发难度逐年加大。通过系统分析该技术的原理、功能及在4个典型区块的现场试验效果,全面评价其技术适应性、... 在调整井钻井潜力逐年降低的情况下,老油田现阶段采取的提高注水压力和压裂措施在保持油田稳产的同时,也使生产成本增加、效益开发难度逐年加大。通过系统分析该技术的原理、功能及在4个典型区块的现场试验效果,全面评价其技术适应性、增产潜力和经济效益,明确其对支撑老油田持续高产稳产的作用。结果表明:以多杯等流相渗分离器为核心的井下油水分离注采开发技术,可以在井下实现原来的大部分集输、注水、油处理及水处理工作,将传统的地面-地下大循环注水开发转换为地下小循环“地下工厂式”注水开发,在不钻新井条件下井网密度增加1倍,有效动用了常规开发手段无法经济动用的含水率超过98%油层,增加了剩余可采储量,同时大幅降低了井口采出液量和生产成本,具有显著的增储、上产、降成本作用及较好的开发效果和经济效益。 展开更多
关键词 井下油水分离 老油田 效益高产
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基于LVMD的回顾性原型网络及其在油气管道泄漏检测中的应用
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作者 路敬祎 吴阳 +3 位作者 陈波 韦启航 梁棋皓 王鹏 《压力容器》 北大核心 2026年第1期77-86,共10页
针对在油气管道泄漏检测时,小样本条件下模型泛化能力不足、泄漏检测精度不高的问题,提出一种基于可学习变分模态分解的回顾性原型网络框架,并将其应用于油气管道泄漏检测中。通过可学习卷积核与自适应参数,实现模态分解的端到端优化和... 针对在油气管道泄漏检测时,小样本条件下模型泛化能力不足、泄漏检测精度不高的问题,提出一种基于可学习变分模态分解的回顾性原型网络框架,并将其应用于油气管道泄漏检测中。通过可学习卷积核与自适应参数,实现模态分解的端到端优化和动态权重分配;引入双层Inception多尺度卷积分支捕获多维度信号,来提取更精确特征信息;将回顾性原型分类引入历史原型缓冲区,融合当前与历史原型网络以抑制振荡,提升识别精度;设计交叉熵与原型分离损失的联合优化目标函数,增强训练的稳定性与效率。试验表明,提出的VRPN网络框架在有限样本及跨工况场景下表现优异,平均准确率达98.50%,较ProtoNet提升0.67%。研究可为油气管道泄漏检测提供新的有效解决方案。 展开更多
关键词 管道泄漏检测 回顾性原型网络 可学习变分模态分解 小样本
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长宁区块页岩气井N80油管腐蚀损伤特性研究
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作者 侯铎 吴旭 +3 位作者 肖中玲 张智 杨斌 朱达江 《材料导报》 北大核心 2026年第6期171-177,共7页
为了研究N80油管在不同井段的腐蚀损伤特性,利用高温高压釜模拟N80油管在不同井段所对应腐蚀介质环境,开展168 h失重腐蚀实验和恒载荷应力腐蚀实验测试。采用XRD、SEM、EDS对腐蚀后N80油管表面的腐蚀产物成分、表面形貌、元素组成进行分... 为了研究N80油管在不同井段的腐蚀损伤特性,利用高温高压釜模拟N80油管在不同井段所对应腐蚀介质环境,开展168 h失重腐蚀实验和恒载荷应力腐蚀实验测试。采用XRD、SEM、EDS对腐蚀后N80油管表面的腐蚀产物成分、表面形貌、元素组成进行分析,并进行局部腐蚀坑3D显微形貌测量;通过拉伸实验分析N80油管应力腐蚀损伤程度。结果表明:①N80油管在温度100℃、CO_(2)分压0.18 MPa时,其均匀腐蚀速率达到最大值1.0005 mm/a,存在较严重的腐蚀风险;②N80油管在多因素耦合腐蚀环境下主要发生CO_(2)腐蚀且所形成的腐蚀产物主要是FeCO_(3),井底120℃高温条件有利于FeCO_(3)的快速沉淀并形成致密的保护膜,能够有效保护N80油管的基体;③在温度80℃、CO_(2)分压0.12 MPa和拉伸载荷60%σ_(s)时,N80油管应力腐蚀损伤最严重,抗拉强度和屈服强度的衰减率分别为7.02%和8.11%,需重点关注该井段位置管柱安全风险。 展开更多
关键词 页岩气 N80油管 多因素协同腐蚀 腐蚀损伤
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落锚冲击下水下防护钢圆筒顶盖局部破坏模拟
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作者 姜瑛 栾海洋 +3 位作者 邢广阔 王凤云 曹永 王胤 《中国海洋平台》 2026年第1期77-85,共9页
作为水下采油系统的关键承力构件,防护钢圆筒顶盖在施工期深水吊装和运营期锚泊作业中面临结构失稳、船舶落锚碰撞等风险,可能导致局部屈曲变形甚至结构断裂,进而影响其长期安全服役性能。针对渤海通航区某油田水下防护钢圆筒顶盖结构,... 作为水下采油系统的关键承力构件,防护钢圆筒顶盖在施工期深水吊装和运营期锚泊作业中面临结构失稳、船舶落锚碰撞等风险,可能导致局部屈曲变形甚至结构断裂,进而影响其长期安全服役性能。针对渤海通航区某油田水下防护钢圆筒顶盖结构,通过理论分析确定载荷工况,建立非线性有限元数值模型,分别考虑全寿命周期内多种载荷工况。重点分析不同锚重、不同落锚位置等多种因素的影响,模拟顶盖钢结构变形和局部破坏状况,优化顶盖结构设计方案。结果表明:顶盖结构竖向变形在各工况下均满足正常使用要求,但落锚冲击时在顶盖开孔间的薄弱部位出现局部屈服;通过将该区域的板厚从36mm加厚至48mm,屈服破坏区域显著减小,提高了该结构抵抗落锚冲击的能力,可为相关水下防护结构设计、施工、运营和防护提供参考。 展开更多
关键词 水下采油系统 钢圆筒顶盖 变形 破坏 落锚冲击 有限元
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