磨料水射流钻头喷嘴设计与试验研究

提出利用磨料水射流钻头解决在硬岩中钻孔速度慢的问题.通过磨料水射流钻头工作原理分析得出喷嘴结构制约了冲孔速度,是决定钻头破岩效率的关键因素.运用均匀设计法和Fluent数值模拟对影响冲孔速度的主要参数进行了研究,确定了磨料水射流钻头喷嘴的最优结构参数和实验参数,得出了喷嘴结构参数与泵压和磨料浓度之间存在交互作用.实验室岩石钻进实验表明,优化后的磨料水射流钻头硬岩钻进速度是原三翼钻头的5.6倍,是对照组1的1.25倍,是对照组2的1.18倍,表明在硬岩中钻进具有显著优越性.     

振荡脉冲射流喷嘴钻头的工业试验

振荡脉冲射流喷嘴是一种新型高效能喷嘴,通过八个油田的工业试验,取得了明显的经济效益。根据现场的试验资料统计表明,采用该喷嘴钻头与普通喷嘴钻头比较,机械钻速提高35.50—77.00％,单只钻头进尺提高6.70～44.10％。在深井中也取得了可观的经济效益,仅57只试验钻头就节约直接钻井费用80.89万元。     

水力喷砂射孔喷嘴的数值模拟及试验研究

针对收缩型喷嘴内部结构长径比(直线段长度与直径的比值)严重影响出口射流的冲蚀性能这一关键问题,研究了喷嘴内部射流加速机理,得出长径比是影响喷嘴出口射流速度的最主要因素之一;针对工程中5吋套管常用喷嘴结构,选取不同喷嘴直径和直线段长度,利用FLUENT软件计算了35组模型(直线段长度为6~12 mm,直径为4~6 mm),结果表明:射流速度最大时喷嘴长径比存在一个最佳值,本次计算射流出口速度最大时长径比为1.8;实验室按照数值计算模型加工35个不同长径比喷嘴,利用粒子图像测速系统(PIV)进行非接触式试验,分析实验结果,揭示了长径比对喷嘴出口射流性能的影响规律,验证5吋套管常用喷嘴(总长度为17 mm、收缩角30°)出口射流最大时对应的长径比1.8,试验结果与数值模拟一致.     

牙轮钻头喷嘴射流破岩机理研究

本文以喷嘴射流冲蚀岩石为依据，对牙轮钻头的破岩方式、喷嘴射流的水力破岩和水力辅助破岩机理以及破岩的基本作用和影响因素进行了分析研究。结果表明，在现有机泵条件下牙轮钻头喷嘴射流对泥岩、页岩和粗粒砂岩具有直接水力破岩作用，对石灰岩、细粒砂岩有较好的水力辅助破岩作用。喷嘴射流冲击压力、射流的脉动特性、岩石的孔隙度和裂缝发育条件是影响水力破岩和水力辅助破岩的三个重要因素     

脉冲射流喷嘴机理及水力特性研究

在对新型射流机理探讨的基础上，研究了脉冲射流喷嘴的机理和水力能量关系．得出了计算式．结果表明．脉冲喷嘴的瞬时高频射流所获能量是低频射流的２．５５８倍，是连续射流的１．４３８倍．还得出了脉冲射流喷嘴的水马力和冲击力的计算式．为脉冲射流喷嘴的应用及进一步研究，提供了理论依据．     

振荡脉冲射流喷嘴钻头井底压力特性研究

本文以测试喷嘴射流轴心冲击太力为依据，对振荡脉冲射流喷嘴的有效喷距，射流和脉动特性，井底压力分布规律进行了研究分析。结果表明，在相同条件下，脉冲射流喷嘴的有效喷距比普通连续射流喷嘴提高１．５倍，脉动幅值提高１．７倍，井底压力分布更有利于清除井底岩屑。     

超声波雾化喷嘴的试验研究

研究了超声波喷嘴的结构和加工工艺对喷嘴雾化性能的影响，得到喷嘴的最佳结构参数和加工工艺并测定该喷嘴的雾化特性．试验表明，该喷嘴能满足雾化要求，雾化剂占水量的15％以下，水珠平均直径在60-70μm范围．     

转动喷嘴膨胀机的试验研究

本文介绍研究成功的一种新型制冷膨胀机一转动喷嘴膨胀机(RJE)的原理、特点、性能试验的方法和装置。试验结果表明,由于喷嘴转动及其他特性,与一般透平式和活塞式膨胀机相比较,RJE具有结构简单、加工方便能同时回收热量,对操作工况变化适应性强等优点。并指出:适当选择机组有关配合尺寸,可使其在低分配器转速(2000—4000r. p. m)、高等熵效率(>60％)的最佳工况连续运行。     

超声波雾化喷嘴的试验研究

研究了超声波喷嘴的结构和加工工艺对喷嘴雾化性能的影响,得到喷嘴的最佳结构参数和加工工艺并测定该喷嘴的雾化特性。试验表明,该喷嘴能满足雾化要求,雾化剂占水量的15%以下,水珠平均直径在60～70μm范围。     

中高层框剪结构侧向力分布模式的研究

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的一种简化方法,已经引入了我国新的建筑抗震设计规范。侧向力分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,它的选取直接影响Pushover分析的结果。通过选取5条II场地地震波,对所选结构进行非线性时程分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线。按照一种侧向力分布模式对所选结构进行Pushover分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线,然后和时程分析进行比较,得到一种较理想的侧向力分布模式。     

软土侧向卸荷变形试验研究

在工程建设过程中,经常会遇到土体卸荷的情况,在卸荷的情况下土体的应力-应变关系与加荷的情况有所不同.本文对珠海软粘土进行了等向固结-侧向排水卸荷试验研究,根据实验结果得出土体侧向卸荷时轴向应力-应变之间关系.根据试验结果及应力-应变关系曲线特性,在修正剑桥模型的基础上,运用弹塑性理论,推导出土体在等向固结侧向卸荷条件下的轴向应力-应变关系模型,模型的理论计算值与试验结果吻合较好.     

复杂土层组合钻头的应用

通过实例,概述了对复杂土层钻孔灌注桩的施工方法。指出用两个钻头进行钻孔,能克服中风化层成孔难的问题。     

牙轮钻头侧切试验研究

在定向井、水平井的造斜和扭方位作业中,钻头的保径侧切功能是影响钻井速度和井身质量的重要因素之一。模拟三牙轮钻头保径侧切齿形刮切破碎井壁岩石形成过渡带的运动,建立了试验装置;选择典型岩石,组合不同齿形、不同布齿结构、不同试验参数,进行了牙齿破岩及受力分析。研究结果对研究开发保径侧切功能强的造斜扭方位专用钻头具有实用价值,为合理确定保径侧切齿的齿形及布齿结构提供了技术依据。该项成果已在国内开发的第一种造斜扭方位专用钻头的设计中应用,并获得了成功。     

古建木构枓栱侧向刚度的试验研究

通过对典型枓栱的模型的低周反复荷载试验,研究了枓栱侧向刚度的退化规律.试验得出枓栱的力-位移滞回曲线及骨架曲线,并拟合出了力-位移的关系方程和枓栱恢复力模型,由试验结果给出枓栱侧向刚度的线性变化.通过试验得出以下主要结论:枓栱以水平滑移变形为主,并通过摩擦滑移起到耗能、隔振的效果;枓栱的滞回曲线呈平行四边形,形状饱满外包络面积大,说明枓栱具有良好的滞回耗能特性;枓栱的力学模型属于线性强化弹塑性模型.恢复力模型反应了枓栱恢复力特性及刚度变化规律,适应于同类木结构的静力传递和结构动力分析计算研究.研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供了理论基础.     

等径侧向挤压等效应变分布的有限元模拟

等径侧向挤压可以使材料反复变形,使应变逐渐积累,最后得到很大的应变量,从而降低材料的晶普尺,得到细晶材料,然而如何计算不同变形方式的应变量,将应变量与晶粒尺寸联系起来需要深入研究,本语文对等径主过程中的等效应分布进行了有限元数值模拟,并将模拟计算结果与几何分析法计算结果进行了比较,得出等径向挤压过程材料的变形规律和等效应变的计算方法;为进一步研究建立了基础。     

PDC钻头保径块结构参数流场特性模拟研究

利用数值模拟手段,在k-ε双方程模型基础上计算封闭的N-S方程,对保径块结构进行流场模拟。随着保径块螺旋角度增大,流体旋流作用加剧,保径块内流速增加明显,10～20°螺旋角度的保径块最适合PDC钻头。在常用保径长度范围内,保径块长度对PDC钻头流场影响微小。随着保径宽度增加,保径块下端涡流区域增大,保径宽度大于30°时,涡流区域急速扩张,五刀翼PDC钻头保径宽度应小于30°。     

基于RBF网络的轮胎侧向力模型

RBF神经网络相对于其他网络的特点是计算量小,收敛速度快,具有良好的非线性映射效果.采用人工神经网络中的径向基函数(RBF)神经网络,对车辆操纵稳定性仿真分析中的轮胎侧偏特性进行研究,建立轮胎侧向力神经网络模型.并与用于学习的实验数据进行比较,以验证这种模型的准确性,并以求为车辆动力学仿真和控制提供更好的手段.     

新型水煤浆喷嘴试验研究与应用

本文提出了一种新型水煤浆喷嘴──撞击式多级雾化水煤浆喷嘴，该喷嘴雾化质量高，气耗率低，防堵性能好，使用寿命长，且具有良好的负荷调节性能。     

侧向流曝气生物滤池水力混合特性研究

从反应器理论出发,采用脉冲刺激响应技术对新型侧向流曝气生物滤池进行了流态试验。对液龄分布函数的数据统计得出,无因次方差σθ2在0.12~0.20,Pe准数在8~15,说明反应器流态介于全混流和平推流之间,偏于平推流。根据试验结果,运用轴向扩散模型建立了滤池的流态模型。进水流量和曝气量是影响LBAF水力混合特性的重要因素。曝气和增加进水流量有利于减少反应器的返混程度,使反应器的流态更接近于平推流。经理论分析认为,该流态有利于生物种群的空间分布,保证了反应器的容积利用率,提高了处理效能,是一种较好的流态形式。