二通阀回液控制式信号发生器非线性状态方程

以二通先导阀回液控制式液压信号发生器液压系统工作原理为基础,根据升降压2个阶段的不同工作特点,分别建立了相应分系统的流量连续方程和阀芯动态受力平衡方程;以流量和先导阀开度为控制输入,以主阀的位移、速度为状态变量建立了2个阶段的非线性状态方程;实例仿真计算表明,在相同参数情况下,该类型液压脉冲信号发生器的脉冲速率比文献[1]描述的信号发生器的脉冲速率高出2倍左右,具有显著的优越性。     

二通阀进液控制式信号发生器非线性状态方程

以二通先导阀控制式液压信号发生器液压系统工作原理为基础,根据3个阶段的不同工作特点,应用液压阀的流量压力特性关系,建立了各个过程阀口的流量连续方程。在考虑阀芯运动件的瞬态、稳态液动力的情况下,建立了各个阶段阀芯的动态受力平衡方程,然后以流量和先导阀开度为控制输入,以主阀、溢流阀的位移、速度为状态变量建立了3个阶段的非线性状态方程,并进行了实例仿真计算。     

往复增流式井下压力信号发生器模型及特性分析

针对往复式钻井液压力信号发生器存在先导阀进液口流通面积小及流量供应能力不足导致的信号频率较低问题,提出了往复增流式井下压力信号发生器模型。根据其不同工作阶段,建立了相应的状态方程;应用MATLAB工具软件对其特性进行了实例仿真计算。计算结果表明:在相同参数情况下,增流阀信号发生器的脉冲上升时间大约为0.035 s,而原信号发生器脉冲上升时间约为0.154 s,即增流式压力信号发生器的信号频率可提高4倍。研究结果对于进一步研发井下信息高速率传输的信号发生器具有重要的指导意义。     

低频脉冲注水工具的结构设计与计算

利用低频、高幅的振动波处理油层,可以拓宽波及范围、提高流体的注入速度和产油率。现有的工具多为地面增压方式,不能与常规注水管网相连,且对注水管柱的强度要求很高。为此设计了一种井下增压的低频脉冲注水工具,叙述了该工具的组成与工作原理。综合考虑系统要求与作业环境,对该工具关键部件的主要参数进行了设计计算。建立了系统的动态仿真模型,分析了各部件的工作性能。仿真结果表明,压力脉冲的峰值可达5.7 MPa,脉冲频率为0.042 Hz,满足了系统对油层进行低频率、高振幅振动波处理的设计要求。     

Moog760先导阀自激振荡现象的探讨

Moog760先导阀是可控震源KZ-28的一个关键控制元件,但在震源运行过程中发现Moog760先导阀存在自激振荡现象。本文介绍了Moog760先导阀的结构原理及位置闭环控制系统,对Moog760先导阀自激振荡现象进行了理论分析,总结了导致这一故障的相关因素,并提出了相应的改进措施。     

输油站水击泄放阀的使用与维护

介绍了输油站先导式和氮气式水击泄放阀的工作原理,常见故障及使用、维护要点,并就先导式水击泄放阀集管块与主阀结合处的密封圈沟槽设计和先导武水击泄放阀的监测预警措施进行探讨,且提出了具体设想。     

温敏蜡式可调先导超大排量疏水阀设计

介绍了温敏蜡式可调先导超大排量疏水阀的工作原理与特点，分析了疏水阀导阀、主阀各受力部件的力学关系，探讨了关键参数的设计计算。温敏蜡式可调先导超大排量疏水阀的成功开发可为疏水阀新产品的研发提供参考。     

先导式安全阀失效分析与处理

介绍了突开型先导式安全阀的结构及原理,分析了突开型先导式安全阀异常起跳的原因,主要由密封圈断裂、缺失及鼓胀,主阀阀瓣异常冲刷等引起,并结合失效原因对安全阀进行了修复。     

过盈配合量对液压震击器阻尼阀性能的影响

阻尼阀是液压震击器成功解卡的关键部件。介绍了阻尼阀的结构原理及阀体与芯轴的配合结构。针对阀体与芯轴配合面的过盈量,对阻尼阀的工作特性进行分析,推导出阻尼阀在正常工作时阀体与芯轴合理过盈配合的接触应力算法。对ø178 mm规格液压震击器阻尼阀中阀体与芯轴过盈配合面接触应力进行了理论计算,利用ANSYS对理论计算结果进行分析,并进行了现场应用验证。结果表明:当阀体与芯轴配合面过盈量在0.04～0.05 mm时,过盈处形成润滑油膜,阻尼阀产生阻尼效应,使震击器的震击作用延时,延时时间保持在40～50 s,有效地防止了震击器误震; 同时避免了因过盈量偏大而引起的阻尼阀早期过度磨损,导致震击器失效。理论分析与试验结果相吻合,提高了产品的质量。     

抗反冲阀内部流场及关断特性的数值模拟分析

抗反冲阀是隔水管张紧系统的关键设备。对抗反冲阀的液压原理和机械结构进行了设计，并建立了三维仿真模型。利用计算流体力学有限元仿真平台，设定阀张紧液缸口边界条件为流体流量，模拟液缸运动形成的流量变化，分析了主阀口不同开度下主流道内部流场的流速和压力分布，以及主阀芯所受轴向液动力的变化情况。将仿真分析数据和结果应用到以抗反冲阀测试系统为基础，建立抗反冲阀动态仿真模型，进一步分析了阀的动态关断特性。仿真结果表明：该阀的内部流场静态性能优良，主阀芯动态关断响应迅速，满足设计要求。研究结果可为抗反冲阀的国产化设计制造提供参考。     

小井眼射吸式液动冲击器工作性能数值模拟

液动冲击器钻井技术是解决深井硬地层钻速慢、钻井效率低的有效方法之一。为了研究射吸式冲击器的实际工作状况,对现有的射吸式冲击器进行了有限元模拟分析,研究了不同冲锤质量、泵排量、喷嘴直径对冲击功和冲击频率的影响,优选出最优的工作参数。结果表明,在边界条件、泵排量和喷嘴直径保持不变时,随着冲锤质量的提高,工具冲击功增大,冲击频率降低;当冲锤质量为9.675 kg时,冲击频率为1 397次/min,冲击功和冲击频率均较大,冲锤回程消耗能量较小,此时冲锤质量为最优;当喷嘴直径不变时,随着泵排量增大,工具内部压降和冲击频率均提高;当泵排量不变时,随着喷嘴直径增大,工具内部压降和冲击频率均降低。该有限元模拟分析了不同工作参数下冲击器的工作效果,为现场的实际应用奠定了良好的基础。     

固态感应加热电源的全数字化研究

介绍了基于FPGA(现场可编程门阵列)的全数字化控制感应加热电源,谐振逆变器采用以全数字锁相环控制为核心的串联谐振结构。同时对适用于高频的串联谐振逆变器的工作状态进行了详细分析,并进行了大量试验,得出使其保持最佳工作状态的控制方法。试验结果表明,采用FPGA可以实现高频谐振逆变器的全数字化控制。     

钢管3PE防腐生产线的电能监测与节能探讨

为了探寻钢管3PE防腐生产线的节能空间,通过对某钢管生产企业外防腐生产线的主要用电设备进行电能监测,并结合生产数据对电能消耗情况进行了分析。分析表明,加强生产管理、严格稳定控制抛丸除锈和涂敷生产工艺、及时关停不必要的辅助设备、将中频预热设备工作频率适当提高、将水喷淋系统改造成变频控制,可实现较好的节能效果;中频预热设备增设温度检测与输出功率自动控制装置、抛丸除锈设备增设抛丸钢砂自动加料装置,可保证3PE防腐质量的一致性。     

抽油机变频变压节能控制器的设计

针对目前我国抽油机节能研究的现状，提出了抽油机变频变压节能控制器的设计方案，给出了该方案的工作原理图和工作流程图，并对抽油机变频变压节能控制器的特点和性能进行了分析，实践表明，该节能控制器不仅性能稳定，操作简单，还可节电27％以上。     

石油钻机VFD电驱动系统的谐波分析和计算

石油钻机的动力电源为独立小容量交流电网系统,钻井设备由大容量交流变频传动系统驱动,系统中的变频装置工作时将使电网电压波形发生严重畸变。针对石油钻机VFD电驱动系统的拓扑结构,分析和计算了变频器产生的谐波,并与实测的系统电压波形及谐波状况进行比较,为石油钻机VFD电驱动系统进行谐波抑制提供了科学依据。同时,针对系统中多谐波源的特点,给出了谐波合成与叠加的方法。通过分析和计算可知,采用12脉动方案的电网电压畸变率为5.07%,接近国家电网规范的谐波标准(5%),这表明系统不需要配置有源滤波器。     

螺杆泵井地面驱动系统的有限元模态分析

针对螺杆泵井存在地面驱动系统振动问题,根据地面驱动系统的工作原理和结构特点,对螺杆泵井地面驱动系统结构进行了简化。利用有限元分析软件ANSYS7.0,选用四面体单元SOLID45,并采用映射网格与自由网格相结合的网格划分方法,建立了螺杆泵井地面驱动系统的三维有限元模型。采用子空间法,计算得到地面驱动系统的前8阶固有频率和主振型。将地面驱动系统的有限元模态分析结果与其工作频率进行对比分析,结果表明,某些工作频率与固有频率接近,从而引起系统较强烈的振动。通过振型图和动画显示,可直观地观察到螺杆泵地面驱动系统的动态特性和薄弱环节。研究成果为有针对性地改进地面驱动系统的结构提供了理论依据。     

录井资料解释专家系统的研制

1　系统的组成和设计思路专家系统有 5个组成部分 :知识库、综合数据库、解释子系统、推理子系统和知识获取子系统。知识库用于存放依赖于领域中具体问题的知识 ,如一些常识性知识和元知识 ,而与领域中具体问题有关的知识 (如描述问题的数据等 )则放在数据库中。综合数据库用于存放系统运行过程中所需要和产生的所有信息。在专家系统中 ,数据的表示与组织结构应尽量做到与知识的表示与组织相容 ,以便推理机制使用知识库中的知识和描述问题当前状态的数据去求解问题。解释子系统程序负责对产生的结果进行解释。知识获取子系统负责管理知识库…     

感应热处理工艺在X70钢级 HFW焊管生产中的应用

为了优化HFW焊管的感应热处理工艺,进一步提高焊管质量,针对焊管感应加热热处理的应用优势和HFW焊管制管原理及工艺,分析了HFW焊管采用中频正火热处理的工作原理、工艺和作用。以规格为Φ323.9 mm×14.3 mm、钢级为X70的 HFW焊管焊缝采用在线中频正火热处理工艺为例,通过试验得出了热处理加热温度在930 ℃、传送速度12 m/min、经96 m空冷加喷淋冷却后,焊管能够获得良好的焊缝金相组织和综合力学性能。     

钻柱结构声传输特性试验研究

声传输方式因结构简单、成本较低、易于定向发射等优点成为研究的热点。为寻求更高数据传输速率和受工作环境影响更小的井下随钻无线传输技术,设计了近钻头声信号传输试验系统,论述了声传输的信道特性、影响因素和信号检测方法,分析了管箍界面以及泥浆介质的阻尼影响,通过色散曲线对钻杆中纵波传输的频域特性进行了详细分析,试验研究了近钻头中声信号传输时激励信号与接收信号的关系。结果表明,周期性钻柱结构具有复杂的声特性,在钻柱信道中,通带和阻带交替出现,且在一个频带周期内随着频率的增加,通带先变窄再变宽,阻带则先变宽再变窄。存在适合高速和大信息量传输数据的声信号频带和信号特征。     

无线随钻测量信息传输的现状与问题

为了及时获得钻井作业时的随钻测量信息,准确建立地面与井底之间的闭环信息流通,对无线随钻测量信息的传输方式进行了研究。介绍了钻井液脉冲、电磁波、声波三种无线随钻测量信息传输的工作原理,对比了三种传输方式的优缺点,并对三种传输方式存在的问题进行了详细分析。最后,指出了无线随钻测量信息传输方面的研究重点:钻井液脉冲传输方式应研发连续波信号发生器,实现更高的数据传输速率、工作可靠性以及环境适应能力;电磁传输方式应优化信号发生器的工作频率和效率,研究微弱信号检测及处理,增加信号中继器等技术,提高电磁传输信号的距离;声波传输方式应在码间干扰、噪音、声波能量的衰减等方面予以研究。