碳纤维连续抽油杆夹持技术

碳纤维连续抽油杆(简称碳纤维杆)具有质量轻、抗拉强度高和抗腐蚀性强等优点,用于深井、超深井和腐蚀性油井可大大降低能耗、提高采油效率,但是由于碳纤维杆的抗剪能力差、表面摩擦因数低,已有的碳纤维杆夹持系统提升力不足、伤杆断杆等问题突出,大大影响了碳纤维杆技术的推广应用。为了解决碳纤维杆的夹持难题,开展了碳纤维杆的基础性能评价、夹持摩擦副材料开发、表面结构及介质影响配套夹持系统试验等方面的研究工作。通过试验对比研究,优选了碳纤维杆的夹持摩擦副材料和夹持表面结构形式,提高了对碳纤维杆夹持的提升力和可靠性;结合碳纤维杆作业机注入头夹持系统非对称运动的特性,优化了夹持块的结构,并对夹持块切入角部位采用软合金材料,解决了碳纤维杆夹持时存在的错位夹持块弯折咬杆和注入头运转时的切入角磕碰伤杆问题。配套作业机注入头形成的碳纤维杆无损伤夹持技术,为碳纤维杆技术在油田的推广应用奠定了基础。     

深竖井大吨位提升机高比压高摩擦因数衬垫的研制

针对深竖井、大吨位的提升条件下,摩擦衬垫需要高比压和高摩擦因数的难题,在工况分析和参数设计的基础上,研制了比压为2.5 MPa、摩擦因数为0.28的摩擦衬垫,并分别对衬垫的稳定性、抗比压能力、硬度特性、压力特性和磨损情况进行试验.委托第三方检测验证,衬垫的比压试验值达到9.8 MPa,摩擦因数试验值达到0.381,满足实验室的指标要求.     

基于正交试验的离心风机多因素优化设计研究

以某离心风机效率为优化目标,选定离心风机的4个关键参数:转速、叶轮直径、出口安装角、叶轮出口宽度,基于正交试验设计法,通过CFD数值仿真计算以及对计算结果的极差法分析,得出叶轮几何参数及转速的相对最优组合模型。组合模型计算结果表明,优化后风机达到设计要求。同时,优化组合模型风机静压效率可提高4.49%,全压效率提高6.94%。该研究方法适用于具有目标明确的风机改进设计,可快速精准获得优选方案。     

机械合金化FeS/Cu复合材料的摩擦磨损性能

以FeS和CuSn8Ni1粉末为原料，利用机械合金化技术和粉末冶金技术制备了FeS/Cu复合材料，探讨了不同载荷情况下所制备的FeS/Cu复合材料的摩擦学性能及润滑膜与转移膜特征。结果表明：机械合金化提高了FeS与铜合金基体界面结合性能，进而提高了材料减摩耐磨性能；当载荷较小时，摩擦副表面接触不稳定，复合转移膜不连续，摩擦因数波动大；载荷较大时，复合转移膜易破损，材料的减摩耐磨性能变差；当载荷为150 N时，载荷适宜，材料表面软化，复合转移膜更加完整，摩擦因数较小。     

铆钉结构对铝合金板搅拌摩擦单面铆接穿透力的影响研究

利用三种基于不同铆钉穿透机理的搅拌摩擦单面铆接工艺(Friction stir blind riveting, FSBR)对AA6061-T6(厚度为1 mm)与AA6022-T4(厚度为2 mm)铝合金板进行了铆接。发现完全依靠挤压机理实现铆钉穿透的工艺(FSBR-III),其最大铆钉穿透力比另外两种同时依靠挤压与切削机理实现铆钉穿透的工艺(即FSBR-I和FSBR-II)分别高33%与83%。通过分析铆钉穿透单一工件的过程,建立了工件材料去除率与铆钉穿透力的关系曲线,并综合考虑铆钉穿透机理以及摩擦热的影响,分析了穿透过程中不同结构铆钉的穿透力变化规律。研究发现,挤压机理在铆钉穿透机理中所占比重越高,则相同材料去除率下铆钉穿透力越大,同时穿透力受摩擦热的影响越明显。此外,通过接头断面观察,发现铆钉切削性能更优异的FSBR-II,所得接头中的上下工件间隙最小;FSBR-I与FSBR-II工艺会产生切屑,而在FSBR-III连接过程中没有切屑产生。     

自然循环窄矩形通道内过冷沸腾两相摩擦阻力特性

采用去离子水作为实验工质，在低压低流速自然循环工况下开展了单面加热可视化窄矩形通道内的过冷沸腾摩擦阻力特性实验研究。实验中测量了实验段内的压降数据，并通过高速摄影仪拍摄了窄矩形通道内的气液两相图像，提出了过冷沸腾条件下的两相摩擦压降的剥离计算方法。基于本实验中获得摩擦压降数据，对分别基于均相流模型和分液相模型的经典两相摩擦压降计算关系式进行了评估，实验结果表明：采用不同等效黏度计算方法的均相流模型计算结果比实验值明显偏小；而分相流模型中，Sun and Mishiba关系式和Tran关系式均能够较好地预测摩擦阻力，计算值与实验值的平均相对偏差在±15%以内。结合实验数据，以分相流模型方法为基础，考虑全液相Reynolds数、Martinelli参数和Laplace数的影响，获得了计算分液相折算系数的经验关系式，与实验数据符合较好, 平均相对误差在10%范围内。     

分级轮叶片结构和转速对分级性能影响的仿真

运用Fluent软件,采用液-固两相流的数值模拟方法,对超细粉体湿法离心分级机分级腔内流场进行数值模拟仿真;选用重整化群k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,利用多重参考坐标系法,在稳态条件下,分析不同形状分级轮叶片分级腔内流体的速度分布情况,研究不同形状分级轮叶片对分级机分级性能的影响;选用离散相模型,在非稳态条件下,分析分级腔内颗粒轨迹的规律,研究分级轮转速对分级粒径的影响。结果表明:相比于直叶片和斜叶片,弧形叶片分级效果更好;采用弧形叶片结构,当分级轮转速为1 000 r/min时,分级粒径大于1μm,分级轮转速为2 000 r/min时,分级粒径接近1μm,当分级轮转速为3 000 r/min时,分级粒径小于1μm,增大分级轮转速有利于减小分级粒径。     

经ECAE处理后GCr15钢的摩擦磨损机理分析

采用等通道转角热挤压方法对Gcr15钢进行处理,并分析其摩擦学性能的影响机理。结果表明,经ECAE处理后GCr15钢晶粒得到细化,磨粒尺寸也就随之减小。这样两接触摩擦表面间的磨粒压入软基体的深度也就降低了,摩擦磨损过程中摩擦表面磨损体积减小就会使试样的磨损量显著减小,从而使GCr15钢试样的耐磨性能大大提高。     

滚珠丝杠副在低温环境下的应用研究

通过试验,研究了在低温环境下影响滚珠丝杠副摩擦力矩变化的因素及变化规律,为整机出现的异样提供判断依据,并找到解决方案。     

移动式含油污泥处理装置管道设计——离心处理装置

本文主要介绍了移动式含油污泥处理装置——离心处理装置的管道设计工作。