钻井液振动筛动态特性研究

随着现代设计方法的广泛运用，对振动筛进行动态特性分析，用动态设计取代静态设计已成为现代振动筛设计发展的必然趋势。振动筛是由多个零件组成的复杂组合结构，仅对个别零部件进行分析，无法全面反映振动筛整体的性能，特别是在动态分析中，各零部件之间结合部的接触参数对动态性能的解析计算精度影响很大。文章采用用户自定义矩阵单元来处理筛箱结合部位的接触问题，在商品化软件Pro/Mechanica、ANSYS平台上建立了筛箱的有限元模型，并对其进行动态特性分析，获得了筛箱低阶固有频率与模态振型，找出了筛箱在额定载荷作用下各部位的动态应力分布规律。分析表明，筛箱结构设计合理，且在设计工况下，动态强度满足要求，为该筛的改进设计及后续筛箱动态强度的试验研究提供了必要的依据。     

GW-1型振动筛动态特性的Pro/E分析

用Pro/E软件对GW－1型振动筛的动态特性进行分析,计算出筛箱前8阶固有频率与模态振型,并找出筛箱在工作过程中动应力的分布规律。分析表明,该振动箱的结构设计合理,且在设计工况下,筛箱侧板的最大主应力为13.8MPa,其动强度满足要求。计算结果对该筛的进一步设计具有指导意义,为后续筛箱动态强度的试验研究提供了依据。     

平动椭圆振动筛动态应力分析及改进

利用三维建模软件Solidworks,分别建立了平动椭圆振动筛各个部分的三维模型和装配体,导入有限元分析软件ANSYS Workbench中进行模态和动态应力的仿真分析,得到了振动筛箱前8阶固有频率和振型。利用ANSYS Workbench中的静力学与谐响应分析模块,分别对振动筛过共振区受最大弹性力时和稳态工作时的动态应力值进行仿真求解。分析结果表明,振动筛过共振区受最大弹性力时的动态应力值远低于许用应力;但在稳态工作时,受惯性力影响,其最大动态应力超过许用应力,故对筛箱应力偏大处进行局部结构改进设计。改进设计后,筛箱在质量基本不变情况下,最大动态应力值显著降低。     

用现代动态设计方法开发新型钻井液振动筛

为了满足不断提高的现代钻井工艺技术的需要 ,用现代动态设计方法研制开发了GW—1型平动椭圆钻井液振动筛。在理论研究和现场调查研究的基础上 ,利用Pro/E软件在工作站上进行了GW— 1型平动椭圆钻井液振动筛的三维建模设计、结构强度分析及模态响应分析 ,指出GW— 1型平动椭圆钻井液振动筛兼有圆型筛和直线型筛的优点 ,其核心技术是“力心”理论 ,“心脏”部件是激振器。新型振动筛是现代动态设计方法和理论研究及实践经验的产物。     

钻井液振动筛动态强度的试验研究

通过应用多点应变电测技术,找出了钻井液直线振动筛筛箱侧板的高应力区位于激振横梁和筛箱侧板的连接部位,其最大应力σ 和激振力P的关系为σ=α_0+α_1P;激振横梁危险截面靠近横梁中部,其上最大弯曲正应力σ、激振转带n、激振力P之间的关系为:σ=b_0+b_1n+b_2P,所得结果对研究钻井液振动筛的动态特性及改进结构设计具有参考价值。     

泥浆振动筛测试

随着石油钻探工业的发展,泥浆振动筛设计和使用中的若干问題,如筛网、轴承等零部件的寿命、高粘度泥浆的处理能力和筛箱结构强度的合理性等等,已越来越突出。当前国内外有关泥浆振动筛的动力特性研究多建立在理论分析的基础上。本文介绍了利用现有的通用仪器、设备,对振动筛的动力特性参数,如筛箱固有频率、阻尼系数、固有振型、动刚度、动质量、筛箱上点的运动轨迹及泥浆参振质量等,进行实验测试的方法,并指出了泥浆筛设计制造中应当注意的有关问题。     

合成激振力不通过筛箱质心时的振动筛动力学分析

建立了合成激振力不通过筛箱质心时的筛箱振动模型,得到了筛箱的振动微分方程组及其解.分析结果表明,如果两振动电机的合成激振力不通过筛箱的质心,则筛箱上不同点处的振幅是不同的.因此在进行钻井液直线振动筛设计时,要综合考虑使用工况确定筛箱的质心,使两振动电机的合成激振力通过筛箱的质心,同时设计减振系统时要使减振器尽可能通过筛箱质心对称布置,从而使筛箱在处理钻井液时尽可能为理想的直线运动,从而使振动筛排出钻屑更加快而流畅,避免筛箱不规则的运动而影响振动筛的分离效果.     

论泥浆振动筛的合理运动

本文在实验的基础上,分析研究了泥浆筛的动力学,导出了计算筛箱各点运动轨迹的公式。阐述了钻屑运动状态及对泥浆净化效果的影响,证明长轴平行于筛面的椭圆运动轨迹比圆形运动轨迹更适合净化泥浆,为设计高性能的泥浆筛指出了方向。文章还介绍了泥浆筛自定中心原理和结构。     

复合轨迹振动筛的工作原理及计算机模拟

为了提高钻井液振动筛的工作效率,设计了一种复合轨迹振动筛。根据钻井液振动筛动力学的基本原理,分析了该筛的工作原理,并采用计算机模拟对其筛面运动进行分析。模拟计算结果表明筛面上各点可实现不同的直 线运动轨迹,且在筛箱入口端有较大的抛掷指数,以加速钻井液中固相和液相的分离,在出口端有较大的输送速度,以加速把固相岩屑输送出筛面,防止固相岩屑透筛。该筛可提高振动筛钻井液的处理能力和分离效果;设计时激振力作用线应向筛箱入口端移动,且不能超过极限位置,同时,激振力作用线不能向筛箱出口端移动。     

智能控件化虚拟仪器及其在钻井振动筛动态检测中的应用

文章介绍了基于秦氏模型智能控件化虚拟仪器的概念、仪器开发系统和智能控件化虚拟仪器的开发等,阐明了这类仪器的开发过程和方法,并给出了其在钻井振动筛固有频率和筛箱运动轨迹动态检测中的应用.     

介绍动态光弹及其应用

本文主要参考了J.W.Dally的文献,结合我们的工作,介绍动态光弹及其应用,重点是介绍设备和方法。用动态光弹研究波传播问题相当直观,显示出动态光弹在地球物理等领域中的应用前景。     

基于动态模型的催化裂化装置再生器裕量分析

基于催化裂化装置反应-再生系统的动态数学模型,采用动态优化的方法对再生器的藏量裕量和主风裕量进行了分析。结果表明,过程动态特性对再生器设计裕量的选取有很大影响。对于再生器的藏量裕量和主风裕量来说,在考虑过程工艺条件变化和设备条件变化留出的稳态裕量之外,均需再留出一定的动态裕量,以满足过程操作和控制的要求。动态裕量的大小与过程控制系统的性能有关。系统对控制器性能的要求越高,所需要的动态裕量越大。因此,在进行过程设计时,需要综合考虑系统的控制性能和设计裕量,使设计结果同时满足工艺和控制两方面要求。     

钻柱—钻头—岩石系统动态行为仿真

利用单齿压入与刮切岩石实验建立了钻头与岩石互作用力学模型,实现了对钻头在钻井过程中工作行为的仿真计算;建立了基于研究钻柱—钻头—岩石系统动态行为的动力学模型,可以对钻井过程中钻压、扭矩、转速等参数的动态变化过程进行计算机仿真研究。从仿真结果可以看出,钻头在钻井过程中由于牙齿在井底的交替吃入以及井底本身的凹凸不平造成钻头在井底的纵向振动,其钻压的振幅一般为平均钻压的30%左右;同时,由于钻头在井底的刮切作用造成了钻头转速以及扭矩的变化,转速的变化相对来说较为平缓。该动力学模型能较好的描述钻柱—钻头—岩石系统的动态行为,对于新型钻头的设计以及钻井力学研究都有着较好的指导意义。     

石脑油裂解炉动态建模与仿真研究

基于已建立的大型裂解炉石脑油裂解过程稳态模型，根据热量守恒、传热特性和管内裂解反应规律，分别对操作工况发生扰动情况下的管外壁温度变化特性和管内裂解气温度变化特性进行了分析，建立了裂解炉辐射段的裂解过程动态模型。当某些裂解工况(如进料流量、稀释蒸汽流量、进料温度和炉膛温度等)发生扰动时，可以仿真描绘管外壁温度、裂解气出口温度和主要产物收率等状态变量的动态变化曲线。可以用传递函数的形式来表征这些状态变量的动态特性，进而可以进行裂解炉动态前馈控制及其控制系统的研究。     

输气管道裂纹动态扩展的影响因素分析

输气管道裂纹的止裂是保障管道安全可靠性的前提，而管道裂纹动态扩展的驱动力则是表征裂纹扩展或止裂的直接因素。通过建立输气管道裂纹动态扩展的有限元模型，并在模拟计算中考虑裂纹扩展速度的衰减，分别计算了表征动态裂纹扩展驱动力的两项参数--能量释放率和裂纹尖端张开角；进而分析了管道内压、壁厚、裂纹止裂长度和初始裂纹速度对裂纹驱动力（也即裂纹扩展）的影响。最后得出结论：①管道内压对裂纹驱动力的影响很大，在其他条件不变，内压越大的管道裂纹驱动力越大；②管道壁厚也是对裂纹驱动力影响较大的一个因素；③随着止裂长度的增加，裂纹尖端张开角也随着增大；④最大裂纹速度越高，裂纹越不容易止裂。     

基于最优SRV的页岩水平井压裂簇间距优化设计

水平井分段分簇压裂时的簇间距大小对页岩气藏的压裂改造效果具有重要影响,过小的簇间距设计将导致分簇主裂缝之间的改造区重叠,降低压裂改造效率;而过大的簇间距设计则会在主裂缝之间产生未改造区,影响储层的动用程度。目前的簇间距优化设计主要基于静态模式下进行且以储层潜在改造区为目标,没有发展与实际压裂过程相吻合并以动态储层改造体积（SRV）为目标的簇间距设计方法。为此,考虑裂缝扩展、压裂液滤失和应力干扰相互耦合的作用机制,建立了分簇裂缝扩展下的动态SRV计算模型,以最优SRV为体积压裂设计的目标,对簇间距进行优化设计。在四川盆地涪陵地区焦石坝页岩气田开展了簇间距优化实例应用,验证了所建立方法的可靠性,分析了影响最优簇间距的关键地质工程参数,并针对该气田南、北不同区块不同地质特征,分别绘制了最优簇间距设计参考图版。结论认为,所建立的簇间距优化设计方法对改善目前分簇射孔的盲目性、指导页岩气藏体积压裂优化设计具有重要的作用和意义。     

筒式网振动筛固相运移动力学研究

介绍了一种用于钻井液振动筛的新型筒式结构筛网,这种筛网工作时与筛箱一起振动,同时还绕自身轴线作为旋转运动,具有自洁作用,可大大提高筛分效率。为了定量分析固相颗粒在筒式筛网上的运移规律,对固相颗粒在筒式筛网上的受力情况进行了分析,建立了固相运移动力学模型,提出了筒式筛网的抛掷指数、抛掷运移速度及其计算方法,讨论了筒式筛网的旋转角速度对固相运移速度的影响,给出了旋转角度的极限值计算公式。理论计算结果与试验结果吻合较好。     

重油加氢装置动态仿真系统的集成

以微机多用户系统作为重油加氢反应系统动态仿真器的硬件基础，与常用的网络结构相比，硬件只增加一块多用户卡；操作系统适用于基于ＤＯＳ、ＷＩＮＤＯＷＳ及自行开发的各类软件；系统安装及使用方便。仿真器以实时仿真动态数据库为核心，对各种功能模块进行一体化集成。采用统一时钟，通过消息机制实现前台、数据库和数学模型之间的信息传递，实现结构化与模块化设计。所构造的软件系统层次清晰，可作为通用的ＤＣＳ仿真框架结构。