基座和驱动臂是四连杆抽油机最危险的2个部分，其设计水平的高低对整机的作业性能至关重要。为此，应用Solid Works软件建立基座和驱动臂的实体模型，并对驱动臂结构进行优化设计，用Simulation对优化后的驱动臂进行静态动力学分析。分析结果表明，优化后的驱动臂应力分布比优化前均匀，最大应力出现位置由销孔2侧壁边缘朝悬点销孔方向下移，为148．32MPa，在驱动臂材料屈服强度范围内；安全系数从2．16降到1．58，整体体积减小1．35×10^8mm^3，质量减轻1058kg，因而降低了生产成本，提高了经济效益。

加藤ＮＫ系列汽车起重机用自动蓄能系统共有５种型式：Ⅰ型系统用增压器供油，各路供油比为１：２：１，蓄能压力与操作工况有关，用液控卸荷阀保持最小蓄能压力。Ⅱ型系统设置了蓄能控制阀，用增压器分支独立供油，运用卸荷安全阀自动保持设定蓄能压力范围，最小设定压力为最大设定压力的０，７．Ⅲ型系统由起升泵供油，增设有抗干扰液动问，蓄能控制器自动恒定压力范围。Ⅳ型系统由回转泵供油，运用带遥控卸荷功能的蓄压阀自动恒定压力范围和抗干扰。Ⅴ型系统采用优先阀分流和直动式蓄压阀强抗干扰，自动恒定压力范围。

为有效地研究钻机自动送钻系统的性能 ,以微机、电液伺服阀、油缸和拉力传感器等 ,构成钻机自动送钻模拟实验装置的加载系统。由于组成加载系统的物理环节不可避免地存在非线性 ,常规的PID控制器误差较大 ,因而采用自组织模糊控制 ,提高了系统的控制性能。实验表明 ,在阶跃信号作用下 ,系统输出稳定 ,最大稳态误差 2 3% ,最大超调 5 5 % ,调整时间 8s ,峰值时间 2 4s ;系统对正弦信号的响应输出稳定 ,调整时间 9s左右 ,稳态误差小于 3%。

针对山地和隧道等复杂环境下油气管道的快速堵漏问题,提出了油气管道柔性堵漏机具——柔性套袖,对其充压式主动密封结构进行了详细分析与试验论证。通过有限元仿真对橡胶内胆凹槽位置进行了分析设计,基于所设计的橡胶内胆凹槽位置和充压式主动密封结构,分别进行了内胆-内胆之间密封和内胆-管壁之间密封的有限元仿真,并通过密封原理试验和密封性能试验,对所设计的充压式主动密封的可行性和可靠性进行试验论证。仿真和试验结果表明:当柔性套袖橡胶内胆内置凹槽与内端面之间距离为25 mm时,可保证密封管在初始压力小于3.0 MPa时不突出,实现有效初密封;采用锥面对接方式粘接的充压式密封管能够实现柔性套袖对10 MPa管道泄漏压力的有效密封。研究结果对充压式主动密封在其他油气管道堵漏机具中的应用设计具有参考意义。

井下安全阀作为必须使用的安全装置,被广泛应用于高含硫气田和海上油气田的开发中,螺纹密封性能是井下安全阀研发的重要环节之一。针对井下安全阀螺纹密封结构研究相对较少的现状,设计了一种锥面对球面密封的螺纹密封结构,采用4节点双线性轴对称减缩积分单元CAX4R对密封结构进行建模,基于几何非线性、材料非线性和接触非线性的有限元隐式积分算法,分析了结构参数对密封性能的影响,优选了密封锥面倾角75°、密封球面半径20 mm、密封球面弹性体厚度3.5 mm、过盈量0.7 mm作为最终设计参数,并通过有限元模拟和室内试验,验证了有限元仿真模型的正确性以及结构参数设计的合理性,同时表明优选的设计参数能够满足70 MPa密封设计要求。研究结果有效解决了井下安全阀螺纹连接气密封问题,同时为气密封螺纹结构的设计提供了一个新的方向。

为实现海洋钻井用升沉补偿装置的国产化,采用相似原理设计了海洋钻井平台钻柱升沉补偿试验台控制系统。该系统采用电液比例换向阀控制不对称液压缸模拟海浪升沉,可对升沉运动进行钻柱补偿控制;由于控制部件采用的电液比例换向阀存在死区,系统采用PID和死区补偿控制算法,较好地实现了海浪模拟和补偿控制。为保证升沉给定和跟踪控制精度,软件采用VB调用API函数,可对采样时间间隔进行精确控制。试验数据表明,该控制试验台可满足浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统控制要求。

介绍了研制的双缸双作用液压驱动往复泵的组成及工作原理,并对液压驱动往复泵的活塞运动特性进行了理论分析和试验研究.试验测得的活塞运动特性曲线较好地反映了活塞运动的变化规律,试验结果与理论分析基本一致.试验表明,排出总管内的流量和压力变化平稳,波动较小,充分显示出液压驱动往复泵优越的水力特性.此外,还指出在设计液压缸时应尽量提高系统的固有频率和刚度,避免液压缸在输入阶跃流量时,活塞出现振荡.

阐述了自动控制混砂车液压系统传动方案、液压无级变速装置及控制系统的设计.其中的传动方案设计中采用5个独立的传动系统和1个共用的传动系统,既节约了空间和成本,又满足了技术要求;控制系统设计中运用了液压伺服技术和现代控制理论技术;液压无级变速装置采用闭式和开式静压传动系统相结合的方式,传动系统平稳,波动小.生产的2台自动控制混砂车现场应用情况良好,已完成压裂作业500多井次,最大井深3 600 m,最高压力90 MPa.

3700数控测井车液压发电机系统存在压力不稳、管线抖动引起的噪声过大以及电源的电压和频率不稳等问题,为此,对现有设计中存在的不足进行了改进.在原有系统马达的输入前端增加了节流调速阀,增加了一个新的流量调节控制点,通过节流孔大小的调节改变流量调节阀的反馈压力,使液压传动伺服反馈系统的调节范围变大.改进后的液压发电机系统的电源输出更稳定,噪声更小,适用范围更宽,调试更加简单,能够最大限度地满足油田测井工艺的需求.

针对早期的液压测井车存在液压系统紧急卸荷影响液压件寿命、非正常井底工况引起系统发热以及排缆、换挡、动力浪费等问题,在美国康普乐公司的AT+测井车技术的基础上,研制了JHX5141TJC型液压测井车.该测井车引入了微电子技术,量化了控制;扩展了液压技术的应用,在行星减速器内部的液压离合,实现了多挡和空挡控制,同时排缆采用手动比例阀,实现了自动排缆.这一新型的设计,使得测井车的传动可靠,操作控制简单方便.现场应用表明,该车克服了以往测井车的缺点,测井范围广、效率高、能耗低.