多相流体进泵过程机理建模

从举升过程中油气水多相流体质量比变化的角度出发,在确定溶解气油质量比随压力变化规律的基础上,综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、原油中溶解气析出、泵阀局部阻力和抽油杆柱弹性振动等因素的影响,建立泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述多相流体进泵过程的新模型。油田现场应用表明,使用新模型预测的泵效与实际泵效的相对误差小于5%,仿真示功图与泵功图几何特征符合生产实际,模型精度能够满足工程应用的要求。新模型适用于有杆泵系统泵效分析计算、优化设计与故障诊断等。     

计量泵元件示功图的测试

前言计量泵几乎全部都是往复式容积泵。当泵的柱塞往复运动时,泵缸内液体随同柱塞一起做加速和减速运动,泵缸内的压力是经常在变动的。众所周知,根据示功图能够确定活塞在任意位置时泵缸内的压力,因此可以借助它研究泵缸内压力的变化过程。示功图有多种功用,根据示功图能够计算泵的平均指示压力、泵的指示功率及容积效率,还可以评价汽蚀、析出气体、阀工作滞     

功图法在油井产量计量中的应用研究

通过建立垂直井抽油杆柱一维振动模型,将地面示功图转化为泵功图,对泵功图进行定量处理,并结合杆管泵数据、生产数据以及原油物性参数等数据,推算得到油井的产量.利用VB编程实现"地面示功图-泵功图-有效冲程-油井产量"这样一个完整的过程.经过华池采油作业区的现场试验,证明了这种方法的精确性和可靠性.     

闭式旋涡泵性能试验研究及水力设计

通过分析旋涡泵叶轮叶片数、泵体流道面积对泵性能影响的对比试验，阐述泵的几何参数对泵性能影响的变化规律。利用数值分析方法拟合出叶轮直径D、叶片数Z及流道面积A的经验系数水力计算公式。     

两层分采同步抽油系统故障诊断模型的数值分析法

建立两层分采同步抽油系统的故障诊断模型 ,研究在实心抽油杆与空心抽油杆的界面处空心泵对应力波的影响 ,给出抽油杆柱不同杆段的波动方程的显示差分格式 ,提出一种故障诊断模型的反问题计算法。用此算法可在缺少一个边界条件的情况下求解故障诊断模型 ,获得抽油系统各个工况下抽油杆柱任意截面的受力状态 ,从而绘制出两层分采同步抽油系统的空心泵示功图和管式泵示功图。将此算法与模式识别技术相结合可对两层分采同步抽油系统的故障进行诊断。     

基于图像识别技术的减振器示功图能量标定方法

为了完善汽车悬架减振器的性能评价方法,并判断减振器畸变及检验其能量吸收效能,首先建立了汽车悬架减振器在复原与压缩行程的数学模型,基于减振器数学模型建立了其示功图的面积数学模型;将计算机图像处理与图像识别技术应用于减振器示功图面积的求解与标定,通过使用LabVIEW平台计算求解减振器吸收能量,定量分析出减振器示功图面积与所吸收能量的关系,为减振器的性能检测提供新的评价方法及量化标准。     

煤系地层天然气井有杆排采泵力学模型的研究

基于有杆排采系统的运动学和动力学分析,建立了计算有杆排采泵各载荷的数学模型,给出煤系地层天然气井不同工况下的动力示功图。结果表明,考虑惯性力和振动载荷等动载荷因素后,有杆排采泵的动力示功图呈现波动和偏斜的状态,考虑动载荷和摩擦载荷的耦合作用后,有杆排采泵动力示功图的上缘朝上平移,而其下缘则会下移。煤系地层天然气井的动载荷和摩擦载荷加大了有杆排采泵所承受载荷的变化幅度与不平衡性。而且随着泵冲程次数的不断降低,有杆排采泵动力示功图的下缘逐渐远离零线,同时其上缘逐渐远离下缘,此外减小惯性力和振动载荷等动载荷会降低有杆排采泵动力示功图的上下缘倾斜程度并减小其波动幅度。     

两层采同步抽油系统故障诊断模型的数值分析法

建立两层分采同步抽油系统的故障诊断模型，研究在实心抽油杆与空心抽油杆的界面处空心泵对应力波的影响，给出抽油杆柱不同杆段的波动方程的显示差分格式，提出一种故障诊断模型的反问题计算法。用此算法可在缺少一个边界条件的情况下求解故障诊断模型，获得抽油系统各个工况下抽油杆柱任意截面的受力状态，从而绘制出两层分采同步抽油系统的空心泵示功图和管式泵示功图。将此算法与模式识别技术相结合可对两层分采同步抽油系统的故障进行诊断。     

基于视觉的低空跟踪系统

构建了一个以无人飞行器为载体的基于视觉的低空跟踪系统。该系统由地面站和机载模块两部分组成,构建了机载自动跟踪与地面人工干预两个并联的控制回路;采用了基于灰度直方图的自适应容忍度多阈值分割算法,并在此基础上采用了基于双重子窗口的动态聚类目标提取方法;用目标的形心脱靶量作为云台的控制参数,根据目标的运动趋势对速度参数进行调整。系统通过用鼠标对监控视野中心的坐标替换目标的形心脱靶量实现机载自动跟踪和地面人工干预的平滑切换;保留不同照度下目标的灰度阈值,使得运动区域在阴影下也能被分割。经过2~3次的聚类迭代,较精确地计算出目标的形心位置,排除了干扰目标的影响,系统的处理速度达到15 frame/s。结果表明,上述算法和方法是可行的,系统具有较大的实用性。     

螺旋式泵效环结构参数对泵送性能的影响

为研究机械密封用螺旋式泵效环的结构参数对其泵送性能的影响,利用Fluent对不同结构参数的螺旋式泵效环内部流场进行数值模拟,使用模拟得到的泵效环内部流场的压力计算出泵效环的扬程,并获取流量-扬程性能曲线,分析不同结构参数对螺旋式泵效环的流量-扬程关系的影响。结果表明:螺旋槽轴向槽宽、泵效环外径与过渡座内径之间的间隙对泵送性能影响明显,增加螺旋槽轴向槽宽,扬程先增加后减小,增加泵效环外径与过渡座内径之间的间隙,扬程明显减小;泵效环螺纹头数、螺旋槽槽深、螺旋槽螺旋长度对泵送性能也有一定的影响,增加螺纹头数,扬程先增加后减小,增加螺旋槽槽深和螺旋槽螺旋长度,扬程均增加。     

提高高速泵效率的试验研究及CFD分析

通过对两组不同叶轮结构的内部流场进行研究,找出高速泵内部流场的变化规律,为高速泵选择结构合理的叶轮型式.通过改变高速泵蜗壳的喉部直径、后盖板面积来对高速泵进行试验分析,加大喉部面积能提高泵的截止流量,扬程曲线变平坦,但是小流量点扬程会有所下降,减小后盖板面积和扩大喉部面积都能提高泵的效率,减小后盖板面积能显著提高泵的效率.     

离心泵S形叶片流动特性及水力性能分析

对离心泵而言，叶片出口角β₂是影响泵性能的一个重要参数。基于Fluent离心泵全流场数值模拟，对某型号低比转数离心泵进行了大出口角叶形的改形设计，研究了不同大出口角对离心泵水力性能的影响，并对比分析了原模型泵与S形叶片离心泵水力特性及流动特性。结果表明：离心泵扬程随着出口角的增大而增大，在出口角为90°时达到最大值。当出口角为90°时，S形叶片的水力性能最佳，在设计工况下及大流量工况泵扬程显著提升且效率有小幅度提升，但小流量工况下泵效率略有下降。S形叶片可以有效抑制离心泵叶轮内的边界层分离现象，且随着流量的增大抑制效果越明显。     

静密封条件下Y形橡胶密封圈有限元分析

针对在静密封条件下使用的一种新型Y形橡胶密封圈,利用大型有限元软件ANSYS对Y形密封圈在不同工作压力下的变形与受力情况进行了有限元分析,得出了相应的Von-Mises应力分布及接触压力分布,并预测了Y形密封圈可能出现裂纹的位置,总结了Y形密封圈接触压力的变化规律.     

农用自吸泵设计方法若干问题及试验研究

通过自吸泵堵回流孔的对比试验,阐述堵回流孔对提高泵性能的重要性。试验研究回流孔面积及位置对泵自吸性能的影响,给出回流孔面积统计系数估算公式。通过普通离心泵与自吸离心泵对比试验,发现自吸泵水力设计上的独特差异。从11种农用自吸泵优秀水力模型分析中研究归纳出自吸离心泵叶轮速度系数水力设计计算方法。     

基于位置感知和位移复用的示功图传感系统设计

针对现有油井示功图传感系统不能适应低冲次油井、位移精度低等问题,设计了基于位置感知和位移复用的高精度示功图传感系统。通过对大量真实示功图数据进行分析,得出了在不改变油井冲程的情况下位移轨迹一致的结论,提出了利用位置感知和位移复用实现高精度示功图采集的方案,详细介绍了该传感系统的硬件组成和关键软件算法。通过对该传感系统在油田现场采集的真实数据进行分析,结果表明,该传感系统工作稳定可靠,能够适应的最低冲次达到0.2次/min,冲程及位移误差小于1%。与其他类型示功图传感系统相比具有明显的优势,完全满足油田生产对示功图采集系统适用范围和精度的要求。     

抽油机智能间抽设备的研制

为解决新疆油田部分间抽油井抽油机间抽时间不合理。抽油机工效不高的问题，结合液面变化规律，设计了一种具有自适应能力的抽油机间抽设备。该设备通过对示功图数据进行检测。进而对示功图面积做分析和判断，运用对比优化原理，动态选取抽油机间抽时间，来合理地控制抽油机的启停时刻．从而达到提高抽油机工作效率且增产的目的。     

基于示功图修正的往复压缩机气阀故障诊断方法

在较多的文献中给出了往复压缩机气阀诊断的标准示功图,但是当应用不同的气缸内压力采集装置,采集的气缸内压力不能直接制作标准的示功图,这需要对采集的数据根据采集装置的特点进行修正。通过实际的气缸内压力采集系统,校正了用于制作标准示功图的压力采集曲线外死点位置,并给出实际测量的气阀故障示功图。     

基于Pro/E5.0的齿轮泵困油容积研究

齿轮泵困油容积与困油面积成正比,只要找到困油面积的变化规律就能反映出困油容积的变化规律.在Pro/E5.0环境下进行虚拟测量,拖动啮合好的齿轮,每转动0.5°进行拍照.对测量位置进行填充,生成困油曲面,测量曲面面积,得出困油面积变化曲线图.结果表明,困油容积变大的过程越来越急剧,变小的过程越来越平缓.     

机械密封用螺旋式泵效环泵送性能研究

为了研究机械密封用螺旋式泵效环的泵送性能,利用CFD软件Fluent对泵效环的内部流场进行数值模拟计算,得到泵效环内部流场的压力分布,并计算出泵效环的泵送扬程,获得了流量-扬程性能曲线,分析了泵效环的转速和螺纹头数对其泵送能力的影响。结果表明：螺旋式泵效环具有较强的泵送能力,且泵效环的转速和螺纹头数对其泵送性能都有相应的影响。随着转速的增加,泵效环扬程增大,但扬程随流量的变化幅度并不大。随着螺纹头数的增加,泵效环扬程先增加再减小,且扬程随流量的变化趋于平缓。     

基于示功图确定煤层气井井底流压的方法

煤层气井要求稳定排水降压产气,精确获取井底流压是稳定排水降压产气的前提。介绍了基于示功图确定煤层气井井底流压的方法,这一方法通过测试煤层气井悬点示功图获得井下泵示功图,依据泵与抽油杆连接点处的受力平衡,计算得到井底流压。建立了数学模型,采用TS45-02试验井的生产参数,通过所介绍的方法得到了井底流压值。所得到的煤层气井井底流压值与实测数据吻合,验证了所介绍方法的正确性。