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圆球与橡胶垫接触的有限元分析一、问题描述分别模拟钢球以及橡胶球在以F=0.95N的垂向载荷挤压硅橡胶(PDMS)垫时的变形情况。
钢球直径:^=12.7mm，硅橡胶圆盘直径：G2=50mm,厚度d=5mm .已知硅橡胶杨氏模量E =1.0363MPa，泊松比=0.499，为超弹性材料。
分别模拟小球为刚性材料和为橡胶材料时两种情况下硅橡胶垫的变形情况。
二、有限元分析由于橡胶本构关系的非线性化，以及橡胶制品在应用时的大变形、接触非线性边界条件使其工程模拟变的非常困难。
模拟的准确性与采用的本构关系模型以及模型中材料常数测试的准确性有密切关系。
本次分析以橡胶中常用的Mooney-Rivlin材料作为橡胶的本构模型。
1、材料参数的确定Mooney-Rivlin模型的基本理论不赘述，通过查阅相关文献得知Mooney-Rivlin模型中材料常数与材料弹性模量有如下关系：E = 6(G°C01)并且有经验公式：C°1 - 0.25C10138173，C01= 34543，用于有限元分可以计算Mooney-Rivlin模型中材料常数Go =析中定义材料。
2、钢球与硅橡胶盘接触由于钢球与硅橡胶接触时钢球变形可以忽略，可以把钢球看做刚体( Rigid body)，建有限元模型如下：图1刚性球接触时的有限元模型分析结果如下:23^0D4fa ：D6r?[MD Frw卜07-J IJ I-II 16 33^2.Al :lnCT-5e.Tlnw-1 .OODOO. Di splace m ent. Translation. YOomponentJN OH-lAY ER E D}2沁D.24 沁D*2 24 CO-fl 205-OD*^1图2刚性球接触时圆盘变形云图1°'m".282mm 最大变形为图中红色部分，为勺二2.823、橡胶球与硅橡胶圆盘接触将球划分网格，并定义为可变性体( Deformable body )有限元模型如下:最大变形为图中红色部分，为^ = 1.62 10^m=0.162mm将球看做可变性体，与圆盘赋相同的材料进行分析，圆盘变形云图如下:图4橡胶球接触时圆盘变形云图图3橡胶球与硅橡胶圆盘接触时的有限元模型a 200E 2(MD Enabled] O7-Jid-11 gg h Ar :lncr=2^3T 1^0=0^3583, Displacsmenit,lyarKlatlcri MagnitLicfe”(NOW -LAYERED) 1 S2-00-J 1 -Q-CO^1 E -0041 09-00$ JI -001DM 日3賃11i \5-ooa。
收稿日期:1999204213・结构分析・橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析陈 宏 左正兴 廖日东(北京理工大学,北京 100081)摘 要 本文采用三维模型对橡胶密封圈进行了有限元分析,在讨论超弹性体材料接触问题的前提下,研究了密封结构同轴度和橡胶圈安装扭曲对密封接触状态的影响.通过对这些影响规律的分析,找出了造成密封失效的一些可能原因.关键词 有限元法;橡胶圈;结构分析1 引 言O 形圈在安装和密封过程中的变形及应力可以采用轴对称网格模型进行有限元分析,通过数值分析能够得到结构参数对橡胶圈与沟槽接触及变形状况的影响规律,较之传统的经验设计方法具有很多优点[1].但是,二维轴对称有限元模型对于O 型圈在安装或密封中的一些非轴对称问题却无能为力,这些非轴对称问题包括扭曲问题和同轴度问题.本文采用三维有限元模型描述O 形橡胶圈与沟槽所构成的力学模型,分析研究了扭曲和同轴度对密封圈变形及受力影响,通过有限分析结果得出几点有参考意义的结论.本文所分析的工程对象是12150柴油机油泵传动轴承密封结构,该结构的密封工况为静态密封.在实际产品中由于各种因素使得该密封经常失效,其中轴承与安装孔的同轴度和橡胶圈安装过程中的扭曲是造成严重泄漏的重要原因.通过采用本文的三维有限元分析方法,从数值上反映了这些因素对密封接触状态的影响.2 有限元模型的建立O 形圈密封结构三维有限元模型包括金属沟槽实体单元、橡胶结构实体单元和接触单元.在建立了几何模型之后,对实体单元进行网格划分,采用超弹性八节点六面体单元对O 形橡胶圈进行了映射式划分,其截面形态如图1所示,这样划分的结果能够保证截面单元具有良好的性态.根据产品生产单位提供的硅材料和试验数据,橡胶采用M ooney 2R ivlin 两项式应变能描述的超弹性材料,材料参数C 1为015516M Pa ,C 2为011739M Pa ,泊松比为01499.采用线弹性八节点六面体单元对沟槽进行网格划分,单元材料为金属铝,材料弹性模量为71000M Pa ,泊松比为013.密封结构的三维有限元网格模型如图2所示.对于不同的受力状况,O 形圈外表面任何一点都有可能与周围的密封沟槽发生接触,而接触单元的多少决定了计算规模的大小,因此需要根据具体问题建立接触单元.通过罚单元法求解接触问题时,划分接触单元必须要事先预计好可能发生接触的表面,划分单元时在适当1999年第4期兵 工 学 报坦克装甲车与发动机分册总第76期扩大的范围内建立接触单元.本文针对不同的实际边界条件划分了接触单元,其中包括面对面接触单元和点对面接触单元.针对不同的实际问题对模型施加适当的边界条件,在施加过程中考虑了保证求解成功及力学模型合理等问题,如消除O 形圈整体的刚体位移和刚性转动,消除大变形可能产生的过约束等.此外,由于橡胶密封问题是一个几何非线性、材料非线性及非线性接触的结构力学问题,所以对有限元计算过程的参数控制是十分重要的.如果不能够很好的处理其中的算法设置、迭代设置、收敛准则和收敛精度等,就很可能出现得不到结果以及耗费计算机资源过大或计算时间过长等现象.例如收敛精度设置太小使得收敛困难和求解代价过高,太大又会使得求解不准确.在求解之前,需要针对每个问题中O形圈可能产生的变形程度对各控制参数进行调整.图1 O 形圈三维实体单元截面图 图2 密封结构部分有限元网格 3 分析内容及结果讨论采用上述有限元模型,对O 形圈在同轴度取不同值的情况下进行了多方案分析,由此得到同轴度对密封的影响规律.并对橡胶圈在安装过程中可能产生的扭曲变形进行了探索性分析.311 同轴度影响密封沟槽的同轴度对O 形圈的密封性有不容忽视的影响:①当密封沟槽的同轴度较差时,使O 形圈的一部分压缩过大,另一部分压缩过小或不受压缩,造成在圆周上密封接触带宽度不等.当沟槽的同轴度大于O 形圈的压缩量时,密封会完全失效.②O 形圈沿圆周压缩不均,加之橡胶圈实际结构断面直径、材质硬度和润滑油膜不均匀以及沟槽表面光洁度低等因素,导致O 形圈的一部分沿工作表面滑动,另一部分在工作表面滚动,造成O 形圈的扭转.提高密封沟槽的制造精度,减小同轴度,是保证O 形圈具有可靠的密封性和寿命的重要措施.不少国家对此都有严格的要求.本文通过所建立的三维有限元分析模型对此问题进行了较精确的分析,量化了同轴度的影响规律,这对于准确研究此类问题具有一定的参考价值.在本文的讨论中,定义同轴度为轴心距与预压缩量的比值.从所得到的结果可以发现,同轴度大于0造成橡胶圈各截面的径向应力以及边界上的接触应力明显不同.本文对所计算的・13・ 第4期陈 宏等:橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析实际问题在同轴度为50%和80%两种情况进行比较,当同轴度为50%时,外侧壁的最大接触应力与最小接触应力的比值为11207 01373=31256,而当同轴度为80%时,外侧壁的最大接触应力与最小接触应力的比值为11404 01024=58150.对密封接触带宽进行比较,当同轴度为80%时,最小接触应力一侧的接触带宽几乎为0.所以,在受到被密封液体应力作用时,由于两侧接触带宽和接触压力具有极大差别,所以极易产生扭曲和泄漏.通过分析可以发现,同轴度对小截面的橡胶圈影响较大,因此在采用小截面密封圈时更需要保证密封结构的同轴度尽量小.312 扭曲变形影响根据有限元分析和关于静密封的原理,O 形密封圈在满足稳定和均匀接触的条件下可以达到自密封,即密封液的压力的增加不会造成密封失效[2,3].而经验表明在发动机零部件中经常发生高压液体密封泄漏.因此,出现显著泄漏的原因在于自密封状态被破坏,这很有可能是由于各种因素的影响导致O 形圈扭曲变形(如图3所示),从而使O 形圈失去自密封位置和形态.图3 扭曲工况下的截面变形本文对O 形圈的扭曲变形进行了分析.在分析中,采用对O 形圈的对称的两个截面施加不同的边界条件模拟了扭曲.相对而言,摩擦对于O 形橡胶圈动密封的影响较静密封的影响要大得多,但是,在出现橡胶圈非正常变形时,考虑O 形圈恢复到正常的能力就与摩擦直接相关了.如果摩擦力过大,则O 形圈恢复到正常形状的可能性就越小,而摩擦力越小,这种恢复的可能性就越大.由分析可以看出,如果摩擦系数为0,所施加的初始扭曲变形最终会由于橡胶的弹性恢复而消除,这便达到自密封状态.而当摩擦系数达到一定值后,所施加的扭曲变形被残留下来,造成橡胶圈在圆周上接触不均匀,这就是可能破坏自密封的原因.由扭曲的分析结果还可以看到,当橡胶圈发生扭曲的时候,最大等效应力点处在施加扭曲的位置.如果安装过程造成不可恢复的扭曲,则扭曲位置长期处于应力集中状态就很容易造成材料破坏.参考文献1 左正兴,廖日东112150柴油机橡胶密封圈的有限元分析1内燃机工程,1996(2)2 B X 阿弗鲁辛科1橡胶密封1北京:北京机械工业出版社,19833 R H 沃林1密封件与密封手册1北京:北京国防工业出版社,1990(下转第45页)・23・兵工学报・坦克装甲车与发动机分册1999年 The Rem oval of Comm on Fuel L i ne M alfunction sof D iese Eng i neFeng Xunx in L iu J ianguo Feng B ing Zhang J ingp ing(O rdance Engineering In stitu te ,Sh i J ia Zhuang 050003)Abstract T h is p ap er analyzes the comm on fuel line m alfuncti on s of diesel engine and gives the rem oval m ethods.Key words engine ;fuel line ;m alfuncti on ;rem oval(上接第32页)FE M Analysis of 3D Con tact Problem i nRubber Seali ng R i ngChen Hong Zuo Zhengx ing L iao R idong(Beijing In stitu te of T echno logy ,Beijing 100081)Abstract T he p ap er analyzes the 3D m odel of rubber sealing ring w ith fin ite ele 2m en t m ethod .Con sidering the hyp er 2elasticity and con tact case ,it researches the ef 2fect on sealing and con tact by the coaxality of the sealed structu re and the disto rti on of the rubber ring du ring assem b ly .A s the influence p attern s are analyzed ,som e po ssib le facto rs resu lted in sealing failu re are found .Key words fin ite elem en t m ethod ;rubber sealing ring ;structu ral analysis ・54・ 第4期冯勋欣等:柴油机油路常见故障的排除。
文章编号:1000-2634(2006)06-0088-03胶筒系统接触有限元优化设计①伍开松1,朱铁军2,侯万勇2,张勇2,谢斌2,(1.西南石油大学机电工程学院,四川成都610500; 2.新疆石油管理局)摘要:为了研究封隔器胶筒几何参数对密封性能影响,将套管、隔环、中心衬管和胶筒作为一个系统建立接触有限元优化设计模型。
应用ANSYS的参数化设计语言AP DL,编制其命令流。
研究了几何特征参数和峰值接触压力之间的关系并进行了参数优化设计。
结果表明:胶筒的总厚度对密封性能影响很大,胶筒子厚度对密封性能影响较小,胶筒的高度对密封性能的影响存在最优方案,接触倾角选取必须慎重。
高度和接触倾角双因素优化设计结果显示:与初始方案相比,高度降低37.5%,接触倾角降低8.9%,峰值接触压力升高13.38%。
关键词:胶筒;参数;接触有限元;优化设计;峰值接触压力;封隔器中图分类号:T B33 文献标识码:A引 言胶筒系统的胶筒形状优化设计影响着其密封性能,是设计者们密切关注的问题。
当封隔器胶筒承受轴向坐封载荷时,胶筒产生轴向压缩和径向膨胀大变形,使胶筒外表面与套管内壁接触,由此来封隔油套环空,实现其密封和隔开不同目的层的功能。
封隔器的密封性能与胶筒和套管之间的接触压力状态密切相关。
它包括峰值接触压力的大小和接触压力的分布规律。
尤其是峰值接触压力是度量胶筒系统密封性能的一个基本指标。
目前,理论公式计算峰值接触压力还存在一些问题。
首先,因对几何模型和非线性问题的简化导致计算误差较大[1]。
其次,考虑胶筒的几何参数不够全面[2]。
本文采用超弹性非线性系统接触有限元分析技术,采用五常数MooneyΟR ivlin本构模型,考虑胶筒与套管、隔环和中心衬管之间的摩擦力等因素,研究了胶筒几何参数对密封性能的影响以及几何参数的优化设计。
1 胶筒系统优化模型建立如图1所示,胶筒系统几何参数含义规定如下:packh—单胶筒总高度,mm;packw—胶筒总厚度,mm;packw1—胶筒内侧子厚度,mm;aa—胶筒与隔环接触倾角,°。
图1 胶筒系统几何参数定义封隔器胶筒系统的密封性能可以通过胶筒与套管之间的峰值接触压力大小来评价。
在胶筒不出现“肩突”失稳的情况下,峰值接触压力越大,胶筒系统所能承受的密封压差越高。
因此,可以取胶筒系统的峰值接触压力作为其优化目标函数F(X),其约束条件为除设计变量外的几何参数保持不变,则有m in F(X)=m ax1≤i≤NODE{F i(x1,x2,…,x Num)} X=[x1,x2,…,x N um]TG j(X)=C j,j=1,2,…,N um第28卷 第6期 西南石油学院学报 Vol.28 No.6 2006年 12月 Journal of South west Petr oleu m I nstitute Dec 2006 ①收稿日期:2005-12-13作者简介:伍开松(1961-),男(汉族),湖北仙桃人,副教授,博士后,从事石油机械、有限元分析、现代设计方法和机械系统动力学仿真等方面的研究。
式中,F (X )—胶筒系统优化目标函数;F i (x 1,x 2,…,x Num )—胶筒与套管接触副单元的第i 节点所对应的接触压力。
NODE —胶筒与套管接触副单元的节点总数;X —设计变量;N um —胶筒设计分量的个数;G j (X )—第j 个约束函数;C j —第j 个非设计变量的胶筒参数值。
2 胶筒厚度对密封性能的影响以某油田的封隔器中胶筒29#丁腈橡胶的单胶筒系统为例,假定工作条件为:轴向坐封载荷80kN ,从上往下施加,胶筒与钢材之间的摩擦系数为0.1,考察胶筒几何参数变化对其密封性能的影响。
胶筒的厚度由两个几何参数来描述,总厚度packw 和内侧子厚度packw 1,如图1所示。
应用ANSYS 软件开发的胶筒系统参数化AP DL 程序,调整胶筒的总厚度和子厚度,进行接触有限元分析,其结果如表1和表2所示。
表1 胶筒总厚度和峰值接触压力的关系总厚度/mm峰值接触压力/MPa轴向压缩量/mm14.25 4.96417.33015.00 6.14215.48916.007.60512.824表2 胶筒子厚度和峰值接触压力的关系子厚度/mm峰值接触压力/MPa轴向压缩量/mm0 4.83516.0901.00 4.89916.7872.25 4.96417.3303.00 4.99517.8934.00 5.07418.4175.005.14018.862从表1可以看出,胶筒的总厚度对其峰值接触压力有着非常大的影响。
虽然其厚度只增加了0.75mm,但是其峰值接触压力却增加了23.7%。
当其厚度增加1.75mm 时,其峰值接触压力增加了53.2%。
因此,在采油工艺条件许可的情况下,应该尽量增加胶筒的总厚度。
本文的胶筒总厚度是指胶筒内径一定时,增加胶筒的外径。
从其轴向压缩量来看,随着胶筒总厚度的增加,其轴向压缩量是逐渐减小的。
从表2可以看出,胶筒内侧子厚度从0变化到5mm 其峰值接触压力增加量没有超过7%。
因此,胶筒内侧子厚度对胶筒的密封性能影响不是很大。
3 胶筒高度对密封性能的影响采用离散优化方法对胶筒高度进行一维优化设计[3]。
优化设计的中间结果如表3所示,其优化的轨迹曲线如图2所示,可以看出,当胶筒高度降低时,其峰值接触压力上升,开始比较平缓然后逐渐增加,一直到达最优点,接着胶筒高度继续降低时,峰值接触压力急剧下降。
这说明胶筒的高度太高和太矮都会降低胶筒系统的密封性能,的确存在最优解。
图2 胶筒高度优化设计表3 胶筒高度和峰值接触压力的关系高度/mm峰值接触压力/MPa轴向压缩量/mm40.0 3.121 6.23245.0 4.8957.66550.0 5.4929.05452.05.5579.60652.5 5.5699.74753.0 5.5689.88854.0 5.56410.16755.0 5.55410.44357.5 5.49811.12960.0 5.41111.80970.0 5.10914.56380.04.96417.3304 接触倾角对密封性能的影响当降低胶筒与隔环的接触倾角时,胶筒的峰值接触压力是逐渐上升的。
接触有限元的分析结果如表4所示。
当接触倾角降低到25°后,峰值接触压力开始上升很快,此时,对应的胶筒的变形逐步开始出现“肩突”现象,如图3所示。
由于“肩突”严重会导致胶筒撕裂而失效,故胶筒的接触倾角不能太小。
98第6期 伍开松等: 胶筒系统接触有限元优化设计表4 胶筒接触倾角和峰值接触压力的关系接触倾角/°峰值接触压力/MPa轴向压缩量/mm7.0 5.67422.44610.0 5.64122.21418.0 5.51721.58420.0 5.46421.33422.5 5.38621.09125.0 5.23520.79235.0 5.05219.32745.04.96417.330图3 “肩突”现象的临界状态5 高度和接触倾角双因素优化设计按照前面的胶筒系统优化模型建立接触有限元优化设计模型,取优化设计变量x 1、x 2为胶筒高度和接触倾角,采用离散优化方法优化[3],胶筒的最优高度为50mm ,胶筒的最优接触倾角为41°时,胶筒与套管的峰值接触压力达到最大值,F (X )=5.628MPa 。
与初始方案(高度80mm ,接触倾角45°)相比,高度降低37.5%,接触倾角降低8.9%,峰值接触压力却升高13.38%。
最优解对应的胶筒与套管之间的接触压力分布曲线如图4所示。
与初始方案的接触压力分布曲线相比(图5),其接触压力分布趋于对称,所以无论承受正向压差还是反向压差,效果都很好。
而初始方案承受加载方向(图4中为从右往左)的密封压差时效果较好。
承受反向压差时效果要差一些,从图4中的接触压力分布规律,可以看到这一大家所熟知现象的原因[4]。
这是因为胶筒加载方向的密封压力高于非加载方向的压力。
6 结 论(1)胶筒总厚度对密封性能影响很大,在井下施工工艺条件许可时,应尽量增大胶筒总厚度。
胶筒子厚度增加能提高密封性能,但幅度不大。
(2)胶筒高度对密封性能的影响存在最优方案。
(3)胶筒与隔环接触倾角减小虽然能提高密封性能,但有可能导致胶筒“肩突”失效。
所以该参数确定必须综合考虑。
(4)高度和接触倾角双因素优化设计结果表明:与初始方案相比,高度降低37.5%,接触倾角降低8.9%,峰值接触压力却升高13.38%。
节约了胶筒材料,提高了胶筒密封效果。
参考文献:[1] 江汉石油管理局采油工艺研究所江汉石油学院采油教研室编.封隔器理论基础与应用[M ].北京:石油工业出版社,1983.[2] 陈爱平.压缩式封隔器胶筒耐温耐压浅析[J ].石油机械,1999,27(3):45-48.[3] 伍开松,孟坤六.一种约束非线性离散优化问题的直接搜索法[J ].西南石油学院学报,1989,11(3):75-84.[4] 王当芳,黄兆芝,李敏,等.压缩式封隔器胶筒密封性能的试验研究[J ].石油机械,1990,18(4):24-35.(编辑 张云云)9西南石油学院学报 2006年O F CRO SSΟL I NK I NG P OLYM ER F LOOD I NG TECH2 NOLO GYMA Yan(Yangtze University,J ingzhou Hubei434023,Chi2 na),CHE N ZuΟhua,L I Chao,et al.JOURNAL O F SOU TH2 W EST PETROL EUM I N STITU TE,VOL.28,NO.6,78-80, 2006(ISSN1000-2634,I N CH I N ESE)I n Henan oilfield,poly mer fl ooding technol ogy is app lied with high consu m ing a mount of poly mer,poor resistance t o te m2 perature and salt,weak p r ofile modifiability and easy interΟaqui2 fer fl ow,herein cr ossΟlinking poly mer fl ooding technol ogy is de2 vel oped,and largeΟscale p il ot test is i m p le mented in H2Ⅲfault bl ock unit of XiaΟerΟmen paring the p r oducti on per2 for mance of cr ossΟlinking poly mer fl ooding with poly mer fl ood2 ing,the cr ossΟlinking poly mer syste m shows better injectivity, higher injecti on p ressure rise and better p r ofile modifiability, weaker fluid p r oductivity and larger p r oducing fluid level dr op than poly mer fl ooding.Es pecially in the postΟwater fl ooding phase,the cr ossΟlinking poly mer slug has effectively retarded the postΟwater breakthr ough and retained good p r oducti on behavi or at l ower water cut and oil p r oducti on decline.Cr ossΟlinking poly2 mer fl ooding technol ogy p lays a definite guidance r ole in field app licati on of weak gel p r ofile modifiability for other oilfield.Key words:cr ossΟlinking poly mer fl ooding;effectiveness; p r oducti on behavi or;postΟwater fl ooding;Henan O ilfieldTHE PH VAL UE O PT I M I ZAT I O N O F MOD I F I E D I N2 JECT I O N W ATER I N L I NΟNAN O I L F I E LDWANG YeΟfei(China University of Petr oleu m(East Chi2 na),Dongying Shandong257061,China),C ONG HongΟliang, WANG DongΟmei,et al.JOURNAL O F SOU TH W EST PETRO2 L EUM I N STITU TE,VOL.28,NO.6,81-84,2006(ISSN1000 -2634,I N CH I N ESE)Because of high salinity and weak acidity of the p r oduced water in L inΟNan oilfield,the treated injecti on water brings a2 bout a series of p r oble m s,such as seri ous corr osi on,scale f or2 mati on and unqualified injecti on water.The technical mecha2 nis m of modificati on of the injecti on water and the relati on be2 t w een the water modificati on pH value and corr osi on,sludge quantity and scaling are studied,the op ti m al pH value of the modified injecti on water is8.20.After modified,the corr osive electric density of the water is1/3l ower than that of original in2 jecti on water,the sludge quantity is only1/5of that of the water which is not op ti m ized,and the scaling decreases tre mendously. Field app licati on de monstrates the main index of the water quali2 ty reaches standard,scaling and corr osi on of p i peline syste m and well bore l ower,sti m ulati on effectiveness of injecti on is getting better,and the startΟup p ressure of inject ors’decreases and the water abs or p ti on index increases,and a positive i m pact on de2 vel opment effectiveness is br ought out.Key words:L inΟNan O ilfield;water quality modificati on; pH op ti m izati on;research;app licati onSE L ECT I VE W ATERΟP L UGG I NG TECHN OLO GY W I TH COM P L EXΟS L UGL I Zhen(South west Petr oleu m University,Chengdu Si2 chuan610500,China),L I Ping,S ONG YanΟgao.JOURNAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N STITU TE,VOL.28,NO.6,85-87,2006(ISSN1000-2634,I N CH I N ESE)The water p r oducti on of the oil wells is a common p r oble m in exp l oitati on,which makes seri ous influences on p r oducti on of oil wells,gathering and trans portati on of gas and oil,and the ex2 p l oitati on of oil fields recovered by water injecti on.The water p lugging agent composed of alteredΟcol ophonyΟpoly mer(DMΟ3) is chosen as the first slug and waterΟshut off experi m ents done on coarse poreΟfracture cores.The result shows that this slug has good capability of te mporary p lugging and selective sealing on core.D i pp ing in diesel for24hours,the oil deΟp lugging is grea2 ter than82%,and the f or mati on da mage is less than25%,as the ti m e of deΟp lugging gets l onger,the deΟp lugging is getting better and te mporary p lugging decreases.The basic f or mulati on of thick particle ce ment has been deter m ined thr ough a series of experi m ents.The adjust m ents of the operati on functi on have been finished.Field operati on in W ell J in78in Sichuan J inhua is successful.Key words:water p lugging;comp lexΟslug;poly mer;thick particle ce ment;W ell J in78O PT I M AL D ES I GN O F PACKER E L E M ENT S Y STE M S W I TH CO NTACT F I N I TE E L E M ENTWU KaiΟs ong(South west Petr oleu m University,Chengdu Sichuan610500,China),Z HU TieΟjun,HOU W anΟyong,et al. JOURNAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N STITU TE,VOL. 28,NO.6,88-90,2006(ISSN1000-2634,I N CH I N ESE)I n order t o study the influence of geometrical para meters of packer element on its sealing functi on,ANSYS Para metric De2 sign Language(AP DL)is app lied t o p r ogra m the contact finite ele ment.By studying the relati onshi p bet w een geometrical pa2 ra meters of packer ele ment and its peak contact p ressure and op2 ti m izati on of para metric variables,the results show that the t otal thickness of packer element has greater influence on its sealing functi on than the subΟthickness does.There is an op ti m u m sche me for the height of packer ele ment which influences the sealing functi on.The choice of contact angle bet w een packer el2ⅦNo6 Journal of South west Petr oleu m I nstitutee ment and rings should be paring t o original p lan, the op ti m u m s oluti ons shows that height and contact angle de2 crease37.5%,8.9%res pectively,and peak contact p ressure increases13.38%by op ti m izing the height and contact angle.Key words:packer ele ment;para meter;contact finite ele2 ment;op ti m izati on;peak contact p ressureTHE F I N I TE ANAL I S I S O F I M PR O VE D D R I LL COL2 LAR B O X D ES I GHNCHE N Yong(South west Petr oleu m University,Chengdu Si2 chuan610500),L I A N ZhangΟhua,L I N YuanΟhua,et al.JOUR2 NAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N STITU TE,VOL.28, NO.6,91-93,2006(ISSN1000-2634,I N CH I N ESE)I n drilling operati on,bott om hole asse mbly failures take p lace frequently,which occurs at the thread connecti on,where stress concentrates relatively.Study is ai m ed at box threads of Φ177.8mm drill collar t o analyze and calculate drill collar box thread with different stressΟrelief gr ooves using finite ele ment method,the stress concentrati on of thread end of3types of box threads is gained under sa me boundary conditi on and l oad.The calculati on indicates the stressΟrelief gr ooves designed by the au2 thors with better effect and best resistance of fatigue,s o the gr ooves are recommended.Key words:finite ele ment;box thread;stress distribu2 ti on;stress reliefΟgr oovesA NE W M ETHOD T O I M PRO VE THE EQU I P M ENT FUNCT I O N O F O I L P I PE D ETECT I O N O F M F L DU ZhiΟye(School of Electrical Engineering,W uhan Uni2 versity,W uhan Hubei430072,China),RUAN J iangΟjun,Y U ShiΟfeng,et al.JOURNAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N2 STITU TE,VOL.28,NO.6,94-97,2006(I SSN1000-2634,I N CH I N ESE)According t o the actual parameters of detecti on equi pment of MF L,the finite ele ment e mulat or model is established.The shape and the para meters of the exciting coil are deter m ined, and op ti m al signal/noise rati o gained.The thin ir on p late acts as auxiliary magnetic path surr ounding the Hall sens ors and the coils,which eli m inates the end effects.The Hall sens ors are i m2 p r oved by setting ir on p late on its t w oΟside surfaces,which in2 creases its abilities t o test the axial directi on component of the magnetic flux leakage signals.E mulati on data is basically coin2 cident with lab result.The research results have been used in devel op ing ne w M F L testing equi pment.Key words:detecti on ofM F L;finite ele ment method;end effect;Hall sens or syste m PETROL EU M PROD UCT I O N FUNCT I O N AND I TS AP2 P L I CAT I O N I N M AX I M U M PROD UCT I O NL I U ZhiΟbin(South W estern University of Finance and E2 conom ics,Sichuan Chengdu610074,China),J I A M inΟhui, K ANG XiaoΟjun.JOURNAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N2 STITU TE,VOL.28,NO.6,98-99,2006(I SSN1000-2634,I N CH I N ESE)The op ti m al all ocati on of oil p r oducti on fact or occup ies a very i m portant positi on in oil p r oducti on,on the basis of stud2 ying oil res ource and the p r oducti on particularity,the difference bet w een oil p r oducti on and other industrial p r oducti on is ana2 lyzed,and the features of oil p r oducti on fact ors and i m portance of those fact ors are discussed in order fr om econom ic pers pec2 tive,the author commends the functi onal si m ulati on methods t o set up the incidence relati on of p r oducti on fact ors and out put af2 ter p r oceeding the qualitative investigati on of oil out put and p r o2 ducti on fact ors,and taking the incidence relati on t o be the oil p r oducti on functi on is not only breaking the traditi onal p r oduc2 ti on functi on mode but als o building the petr oleu m p r oducti on functi on adap ting t o its characteristic.Based on this p r oducti on functi on,a maxi m u m p r oducti on model for petr oleu m is set up, dyna m ic p r ogra mm ing is used t o s olve the mode and finally the op ti m al all ocati on of oil p r oducti on fact or obtained.Key words:petr oleu m;p r oducti on functi on;p r oducti on fact or;op ti m al modelC I T Y GAS LOAD PRE D I CTI O N B ASE D ON GRE Y THE OR YS U Xin(South west Petr oleu m University,Chengdu Sichuan 610500,China),Y UAN Z ongΟm ing,ZHANG L in,et al.JOUR2 NAL O F SOU TH W EST PETROL EUM I N STITU TE,VOL.28, NO.6,100-102,2006(I SSN1000-2634,I N CH I N ESE) City gas l oad is often cl osely related t o such fact ors as city′s industry devel opment and the populati on.However,the tradi2 ti onal city gas l oad G M(1,1)p redicti on model only has s ome2 thing t o do with hist orical data,the p redicti on results can not truly reflect the changing tendency of gas l oad in the future.The Grey G M(1,N)model is used t o establish the G M(1,3)model with three variables in one rank by bringing the t w o fact ors,in2 dustrial out put value and populati on,int o the gas l oad p redicti on model.The calculated results of actual exa mp les indicate that this model can make accurate p redicti on of city gas l oad.Fur2 ther more,the main fact ors that influence gas l oad have been taken int o considerati on in the model,which makes the p redic2 ti on model and its results more reas onable.Key words:city gas;l oad p redicti on;grey theory;G M(1, N)modelⅧAbstract 2006。
