新型筒形控压钻井节流阀研制及其性能试验

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。     

挤压机节流调速系统的研究

以125MN挤压机为背景,针对用于125MN挤压机活动横梁速度控制的原有节流系统,存在阀的稳定性差,控制精度不高的缺点,提出一种以电液比例控制阀为先导阀并带位移传感器和压力传感器的新型大通径(80mm)水节流阀,对该阀阀芯位置控制原理、流量特性、控制策略以及先导阀-节流阀系统动态特性进行研究;并采用状态空间法建立了节流阀阀芯位移控制系统的数学模型,用Simulink对该模型进行仿真,得出该系统在输入为一阶跃信号下的节流阀阀芯的位移动态响应曲线和速度动态响应曲线,并分析该节流阀在实际应用过程中的动态响应特性;得出了节流阀阀心位置控制系统仿真模型的响应时间和超调量,以及在实际应用过程中的响应时间和超调量.     

控压钻井节流阀工作特性数值模拟及试验研究

针对研制的一种新型控压钻井节流阀,对其阀座倒角处理前后节流阀阀腔内部流场进行数值模拟,并结合理论推导及现场试验对新型节流阀的工作特性进行研究,得到开度、节流压差及流量系数等性能参数间的影响关系。结果表明:新型控压钻井节流阀能够满足节流压差随阀芯开度线性变化的控制要求;采用倒角处理的阀座能在保证控压节流特性的基础上缓解流体介质对节流阀的冲刷作用,延长控压钻井节流阀的使用寿命。     

筒式减振器叠加节流阀片开度与特性试验

建立环形弹性节流阀片的力学模型,根据弹性力学原理建立弹性阀片弯曲变形的微分方程.利用边界条件得到环形弹性节流阀片的弯曲变形曲面通解表达式,然后对通解进行恒等变换得到节流阀片弯曲变形系数.提出一种弹性阀片弯曲变形精确计算方法.利用弯曲变形系数对节流阀片的弯曲变形进行分析研究,与目前两种计算方法进行比较,并对计算偏差对减振器设计及特性分析影响进行分析.对叠加阀片当量厚度及叠加阀片对节流阀开度的影响进行分析,对减振器在不同叠加阀片下特性进行特性试验,结果表明该研究对减振器阀系参数设计、特性分析具有指导意义.     

位移-电反馈型插装式比例节流阀主阀流场数值模拟分析

为掌握位移-电反馈型插装式比例节流阀主阀腔内流体流动区域的流场分布情况等基础问题,将CFD技术应用到该阀主阀内部三维流场分析中.应用数值模拟技术进行了三维网格划分,得到了位移-电反馈型插装式比例节流阀在两种不同开口度下流体的压力、流速及流线情况,对流场仿真结果进行了对比分析.研究结果揭示了该阀主阀腔内的流场分布情况,给...     

液动节流阀的改进设计

分析了普通液动节流阀在钻井井控方面存在的问题,设计了以液马达为驱动装置的新型液动节流阀,并给出了相关设计计算公式。为了验证该新型节流阀的性能,在室内进行了试验,结果表明,该阀调节灵活,自锁可靠,阀口开度不随压力的变化而变化。     

插装式比例节流阀动态响应的影响因素

插装式比例节流阀系统中叠加了位移反馈环节构成电闭环控制,介绍插装阀的结构及其工作原理,并应用仿真软件Simulation X建立插装比例节流阀仿真模型。通过仿真模型分析了主阀芯面积增益、主阀控制腔体积、先导阀弹簧压力等重要的结构参数对比例节流阀动态响应的影响,从而优化节流阀结构参数,使比例节流阀具有主阀开关响应速度快、超调量小、稳态误差小等良好的动态响应特性。     

减振器叠加节流阀片与节流阀开度研究

建立了环形弹性节流阀片的力学模型以及阀片弯曲变形的微分方程,利用边界条件得到了环形弹性节流阀片的弯曲变形曲面通解表达式,然后对通解进行恒等变换,得到了弹性阀片弯曲变形系数(Gr),提出了一种弹性阀片弯曲变形的计算方法,利用系数Gr对节流阀片的弯曲变形进行了分析研究,对叠加阀片的当量厚度进行了探讨,并且对叠加阀片对节流阀的开度影响进行了分析。     

液压基本知识讲座 第三讲 液压控制元件(下)

三、流量控制阀这种阀是通过调节通流面积,完成对执行元件的速度调节的。它有节流阀和调速阀两种。1.节流阀与单向节流阀图3-18是一种节流阀的结构原理图。它依靠改变通流缝隙实现流量调节。图3-19是单向节流阀,逆流时不节流。节流阀调好后,流量易受压力波动的影响。因为流量与进出口的压差有关,压差大时     

锥形节流阀中背压对空化流场的影响

对锥形节流阀进行了流场模拟及其特性研究,分析了流道背压对锥形节流阀流道内压力、速度和空化区域分布的影响。研究结果表明:锥形节流阀阀腔内节流口后部区域,流体流速增高、压力降低,是空化发生的主要区域。随着背压的减小,空化区域不断增大,空化强度增强。背压越小,空化区域越靠近阀座壁面,空化强度越大。研究结论可为工程人员设计高性能液压阀提供了理论依据。     

水液压节流阀流场仿真及与AMESim仿真的比较分析

为了对纯水液压节流阀的流场特性进行分析,建立了节流阀流道内流场的Fluent模型,仿真分析得到了流道内流场的速度、压力等物流量的分布。结果表明,阀腔内会产生回流和漩涡,随着阀口开度的改变,漩涡强度也会发生变化,流量与阀口开度呈一定的线性关系。通过与AMESim仿真结果进行比较,验证压电驱动节流阀仿真模型的准确性,为节流阀的设计和性能优化提供了依据。     

迷宫式调节阀节流碟片的流道优化研究

迷宫式调节阀的节流特性依赖于节流碟片流道结构,合理设计节流碟片可以有效改善调节阀性能。提出一种适用于节流碟片流道优化的设计流程,基于流体动力学理论与数值仿真方法,结合NSGA-II多目标优化算法,实现节流碟片流道的三维结构优化设计。以节流碟片流道中流体最高速度和流量为优化目标,流道的几何尺寸作为输入量,将计算流体力学与NSGA-II算法联合,获得了优化后流道三维结构集合。优化设计的节流碟片结构可以有效降低流体的最大流速并提高流量,改善流道的流动特性,为相关流体传动元件的设计提供参考。     

LUDV多路阀中节流阀的仿真分析

LUDV多路阀中LS油路的节流阀是LUDV液压系统的重要流量控制元件,其性能的好坏直接影响LUDV系统的节能性和稳定性。针对这些问题,分析了LUDV多路阀中节流阀的结构和功能,并在AMESim环境下建立了节流阀的仿真模型,通过改变节流阀的节流孔和弹簧预紧力等参数值进行了仿真。仿真分析结果表明：节流阀的定流量值设计为多少,与LS油路压力的响应有关;流量设定太大,LS压力响应慢,LS油路未必能建立起足够的压力;流量设定太小,响应太快导致系统压力冲击,且易形成LS油路憋压。     

高压节流阀的冲蚀磨损机理及其激光熔覆再制造

为获取高压节流阀的冲蚀磨损机理并解决其现场应用中的阀芯局部损伤修复问题,进行了高压节流阀的冲蚀磨损试验。在分析冲蚀磨损现象和形貌的基础上,提出了高压节流阀阀芯的冲蚀磨损机理。为恢复高压节流阀阀芯的服役性能,采用铁基合金粉末进行了阀芯的激光熔覆再制造,恢复了阀芯的形状尺寸。再制造阀芯的冲蚀磨损试验结果表明,激光熔覆再制造可恢复高压节流阀的服役性能。     

基于Fluent的不同阀芯与阀体组合的数值模拟研究

从理论上分析液压节流阀的最佳结构形状,利用Fluent软件对不同结构阀芯与阀体组合形式内的流场和压力梯度进行分析。分析得出:单独改进阀座或阀芯时,阀芯对内部流体流动影响较大;在所建立的模型中,双锥面阀座与单锥面阀芯结构的组合阀内流体流动最稳定。     

油气弹簧节流阀片设计与研究

对油气弹簧节流阀片厚度和节流缝隙设计进行了深入研究，对如何根据阻尼比设计油气弹簧的阻尼系数，如何根据阻尼力系数设计油气弹簧开阀阻尼力和开阀压差，如何由开阀压力差设计油气弹簧节流阀片厚度进行了研究。给出了节流阀片弯曲变形力学模型，并且提出了设计的阀片厚度弯曲变形系数法。对节流缝隙设计进行了研究，对所设计的油气弹簧阻尼特性进行了仿真分析，最后对油气弹簧进行了室内阻力特性试验。     

防刺短节对节流阀流量特性影响规律的研究

冲蚀磨损是井控节流阀正常工作下的主要失效形式,为了延长其使用寿命,减小其冲蚀磨损而设计了一种防刺短节装置。但该装置对节流阀流量特性的影响规律尚不清楚,为了对其现场应用提供理论参考,采用三维流场分析的方法,对其流场进行了研究。结果表明,防刺短节对节流阀的压降、流阻系数和流量系数影响不明显,不会对节流阀的现场操作带来影响。安装防刺短节仍然要避免节流阀在较小开度下长时间工作。针对楔形节流阀阀瓣与阀座之间无冲击的特点,提出了阀瓣采用陶瓷材料的建议。     

流量伺服阀作压力控制的非典型应用

文章提出并分析了一种用力反馈式流量伺服阀与手动节流阀配合使用,从而对负载进行压力控制的液压桥路。该桥路本质为C型半桥:伺服阀单腔输出,节流阀通过调节回油液阻来调节负载腔压力的起始点,伺服阀根据负载需求改变流量输出。整个压力控制回路为纯机械式控制,稳定可靠,精度可达0.1 bar。     

减振装置过油孔对阻尼阀水击的影响研究

针对车辆在各种路况行驶时阻尼阀频繁受到交变冲击力作用容易失效的特点,提出了研究阻尼阀水击压强的重要性。建立了环形节流阀片的单向阀物理模型,并分析水击波在阀门附近的传递规律。运用特征线法求解水击传递的偏微分方程组,考虑油路中的局部和沿程压力损失,将水击理论合理转化并应用到小型液压件中,创建了串联过油孔的阻尼阀水击数学模型。通过编程分析得出,随着过油孔结构参数的增大,阀门所受最大水击压强幅值及水击波振荡周期能够得到有效抑制,从而提高阀片抗冲击的可靠性,为阻尼阀设计提供了参考。     

基于超稳定性理论的位置伺服系统自适应控制

建立了发动机节气门伺服系统的非线性模型,并进行了线性化处理,得到了简单有效的控制模型;以波波夫超稳定性理论为基础,设计了伺服系统的自适应控制律;通过计算机仿真验证,在保证伺服系统响应速度的同时,自适应控制算法有效地提高了伺服系统的控制精度和稳定性;采用微控制器进行了机载实验,实际超调量仅为0.1%,跟踪控制误差小于0....