基于最小维修的石化安全设备区间截尾寿命数据分析

在石化安全关键设备寿命截尾数据的可靠性评估过程中，为避免传统可靠性评估方法未考虑维修对故障间隔时间的影响，以及中值填充法误差较大的缺点，本文提出了一种逆变换区间截尾数据填充方法。首先，在可修系统基于最小维修的假设下，通过非齐次泊松过程描述系统的故障趋势，利用逆变换填充得到监测区间的缺失数据；随后根据蒙特卡罗期望最大化算法，获得填充数据的参数估计值。通过蜡油加氢装置紧急泄压阀的案例分析，该算法能够很好地融合已有数据，得到的形状参数估计值偏差与中值填充法相比缩小4%以上，从而验证了该算法的有效性；这有助于安全关键设备的定量化完整性管理，保障石化装置平稳运行。     

复合抽油杆旋转装置的研制

为了防治抽油杆偏磨和断脱,研制了复合抽油杆旋转装置。该装置将弹簧的弹性形变引起的垂直运动转变为旋转运动,实现了抽油杆的自动间歇旋转,达到抽油杆均匀磨损的目的。利用弹簧吸收释放能量,又避免了冲击载荷的产生,减少了抽油杆断脱现象的发生,延长了抽油杆和传动零件的使用寿命。现场应用表明,该装置可以延长油井的免修期,有较好的应用前景。     

大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究

为了研究大功率潜水电机的温度分布规律,以580 kW潜水电机为例进行分析。依据工作条件建立温度场计算模型,实现流固耦合自动传热并可模拟内外冷却介质的流动;以定转子铁耗定值、油摩损耗和铜耗变量作为热源施加方式,基于冷却系统参数影响关系得到温度场与流场间双向耦合关系,由此提出一种冷却系统分析方法;采用该方法研究冷却系统结构参数影响规律,并对比不同叶轮工作特性下冷却系统计算结果以得到最优叶轮参数。室内空载试验和海边负载试验结果表明：铁耗和温度的试验值与仿真值间相对误差在5%以内,所设计冷却系统在不同负载下可稳定运行。     

初始油面温度对水成膜泡沫铺展特性的影响研究

为探究高温油面对水成膜泡沫的影响,利用自主搭建的铺展特性测试实验平台获得水成膜泡沫在不同初始温度KI25X变压器油面上的铺展参数,对比水成膜泡沫在两种油池尺寸（D=50 cm和117 cm）下不同温度油面的铺展行为,分析铺展面积和铺展速率随初始油面温度的变化规律。结果表明：D=50 cm油池,铺展形状呈现中心对称,铺展速率存在快速增长、线性增长和缓慢增长3个阶段;D=117 cm油池,铺展形状呈现不规则特征,仅有线性增长和缓慢增长两个阶段;初始油面温度显著影响水成膜泡沫的铺展特性,D=117 cm时,铺展速率随油温增加先上升后下降,在初始油面温度60 ℃时,平均铺展速率达到最大;基于油面铺展理论基础,建立了铺展速率计算模型,得到泡沫摩擦力参数随油温增加呈现先上升后下降的变化规律。     

动态载荷作用下UGS管柱非线性屈曲特性研究

为探究动态载荷作用下地下储气库(UGS)受压段管柱非线性屈曲特性,根据储气库井筒结构特点,建立了柔性约束下UGS管柱非线性屈曲力学模型,采用慢动力法阶跃式施加管柱外载荷,并结合考虑接触的管柱屈曲动力学方程,分析了动态载荷作用下管柱的非线性屈曲特性。以UGS-ZY11井现场数据为例,通过ABAQUS模拟计算进行对比研究,并分析储库产量和管径等因素对管柱非线性屈曲的影响,从而获得动态载荷作用下管柱屈曲演变过程和套管接触压力分布特点。研究结果表明:对于同一生产条件,动态载荷作用下管柱中和点到封隔器处的管柱处于连续非均匀的屈曲状态;管柱受力变形初始阶段,环空压力对其与套管壁接触存在“软约束”;随着储库产量和管径的增加,管柱屈曲变形过渡时间越短,管柱越容易发生螺旋变形;动态载荷作用下诱发管柱振动,导致径向位移较小的油管柱与套管壁发生接触,将加剧油套管损伤失效破坏,在管柱安全生产设计和运行时应做出相应的安全措施。研究结果为深入开展动态载荷作用下UGS管柱非线性屈曲特性研究提供了一种新的思路和方法。     

基于微纳米气泡强化的槽式超声反应器制备纳米乳液

为开发工业制备纳米乳液新技术,通过仿真实验分析在槽式超声反应器中引入微纳米气泡对声场强度和分布的影响。以花生油为油相,吐温80和司盘80为乳化剂,在乳化过程中采用基于微纳米气泡强化的槽式超声反应器制备纳米乳液。利用正交实验探索了超声时间、进气量、复合乳化剂添加量对纳米乳液平均粒径与多分散指数的影响,并优化了纳米乳液制备条件。结果表明：加入适量微纳米气泡会提高声场强度和分布均匀性;制备纳米乳液的最优条件为超声时间12 min、进气量150 mL/min、复合乳化剂添加量3%（以水的体积计）,在此条件下乳液平均粒径为190.9 nm,多分散指数为0.178,较未加入微纳米气泡所制备乳液的平均粒径减小73.3%,且表现出更好的动力学稳定性。该方法制备的纳米乳液平均粒径和多分散指数均较小,且具有快速、体量大、成本低的生产优势。     

机械系统可靠性的模糊分析

本文将机械系统及其单元的可靠度当作模糊数来处理,并简述了几种机械系统可靠性的模糊分析方法.     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

基于光纤传感器的输油管道远程安全监测系统研究

鉴于Bragg光纤光栅传感器的温度和应变敏感特性,将其引入远程安全监测系统,设计开发确保油气管道安全传输的远程监测系统。该系统设计包括硬件部分和软件部分,其中硬件设计主要是对光纤光栅传感器、信号解调与分析、数据通信与传输、数据处理与分析中心四大系统的详细设计;软件设计采用LabVIEW语言编程,实现动态监测和实时分析两大功能。试验表明该系统有助于确保输油管道安全运行,工程实用价值较高。     

高铬铸钢激光熔覆NiAl涂层高温冲蚀性能

在高铬铸钢表面采用激光熔覆技术制备NiAl金属间化合物涂层,以提高电站锅炉高铬铸钢燃烧器喷嘴耐高温冲蚀性能．采用电子探针及高温冲蚀设备研究其组织及高温冲蚀性能．结果表明,高铬铸钢激光熔覆NiAI涂层成形良好,与基体呈冶金结合,涂层由NiAl金属间化合物和y。（FeNi）固溶体组成．熔覆层硬度达到450HV0．2以上,且过渡较为平缓．激光熔覆NiAl涂层的耐高温冲蚀磨损性能较高铬铸钢基体明显提高,冲蚀磨损机制为脆性剥落．