驱动电机实时位置获取方法

高速泥浆脉冲遥传系统中,电机需要带动脉冲器转子在特定的角度范围内往复摆动,因此电机的控制策略对系统设计十分重要。为了分析某些泥浆脉冲器电机的控制策略,需要获取电机运行的实时位置。文章设计了一种基于虚拟仪器来获取脉冲器电机实时位置的方法,介绍了驱动电机实时位置获取方案及其软件实现。结果显示,该方法可以准确采集电机的实时位置,为分析脉冲器电机的控制策略提供了便利。     

一种泥浆脉冲器发电机测试系统设计

受钻井工程的工况影响,泥浆脉冲器发电机实际工作环境恶劣。常规人工测试效率低,难以高效完成总装前的严格测试。文章设计了一种泥浆脉冲器发电机测试系统,可模拟井下实际工况,实现泥浆脉冲器发电机的自动测试,提高了测试效率,具有高效率、高可靠性和易操作等特点。     

随钻正脉冲发生器阀体设计及其信号特性分析

泥浆脉冲传输是一种使用最为广泛的无线随钻测量方式,为了改善泥浆脉冲发生器工作性能、提高信号强度和传输距离,需要对旋转阀进行优化。根据流体力学中节流口压力与流量关系式,推导出正脉冲压力波信号的转阀形状曲线方程,并根据方程对定子、转子形状进行了优化。利用计算流体力学(CFD)方法,对转阀的流场特性进行三维仿真分析,并通过实验验证了旋转阀随钻测井仪的传输特性。研究结果表明:转子叶片轮廓设计成极坐标曲线时正脉冲压力波信号稳定;采用曲线阀口可以使水力转矩变化平缓;为了解决冲蚀问题,转阀设计中考虑溢流功能,同时设计转子耐磨套。     

基于Fluent的泥浆脉冲发生器冲蚀磨损规律研究

作为现代钻井系统的核心部件之一,连续脉冲发生器主要是利用过流面积的交错变化,使钻杆内流动的泥浆压力产生变化。其主要组成构件由定子和转子两部分组成,钻井液通过泥浆脉冲发生器时,会导致工具过流面积的交错变化,从而形成连续的压力脉冲。当钻井液通过泥浆脉冲发生器时,由于钻井液的流速较快,会产生明显的湍流现象。基于固液两流和冲蚀磨损理论,且钻井液主要是由水和细砂组成的多相流混合物,利用Fluent软件研究了泥浆脉冲发生器的冲蚀磨损率,分析了定转子间隙与工具倾斜角对泥浆脉冲发生器的冲蚀磨损规律。研究表明:随着定转子之间结构间隙的增大,砂粒对工具的冲蚀磨损率会递减,最终趋于稳定;定子的倾斜角约为15°时,冲蚀磨损对工具的影响较小。     

摆动阀泥浆脉冲器传动方案设计

与针阀脉冲器和连续旋转阀脉冲器相比,摆动阀脉冲器具有功耗低、数据传输率高、不易堵塞等优点,成为当前脉冲器结构的首选。根据摆动阀脉冲器的结构特点,初步确定了脉冲器传动系统的方案。根据摆动阀脉冲器转子的运动轨迹,对转子进行流体数值模拟。分析表明,受流体作用的影响,转子在流道中受到力矩会使脉冲器具有关闭的趋势,从而对转子的运动产生附加的水力转矩。在此基础上确定了一种新的传动系统方案,在传动系统中增加了扭转弹簧扭转机构,以降低电机的功耗,提高转子的摆动频率。水循环试验结果表明,扭簧扭转机构可以有效平衡水力转矩,降低电机的功耗,提高系统的响应速度。设计的传输系统方案从机械结构上为井下电机的调制方式提供了更多可能,多种可选的调制方式可以有效保障不同钻井参数下井下上传数据的实时解调。     

连续波泥浆脉冲发生器转子参数设计及敏感性分析

连续波泥浆脉冲发生器传输速率快、精度高,其转子形状对于提高压力波信号质量具有重要意义。为获得理想正弦波形,需要设计合理的转子形状。建立了三角形转子流通面积计算模型,并依据转子设计准则,建立了三角形转子形状优化模型,就优化所得结构参数对最大压降、最小压降及相关系数的影响进行敏感性分析。分析结果表明,转子直边斜率k2对压力波信号影响最显著。为减小结构参数的敏感性,提出在脉冲发生器中设置与定转子并联的旁路结构,并对并联旁路结构进行优化及敏感性分析。分析结果表明,并联旁路结构可以明显减小转子设计参数对压力波信号的影响。     

自适应滤波算法消除泥浆脉冲信号中的泵冲噪声

随钻测量系统中自适应噪声抵消器可根据泥浆脉冲信号的特点,运用自适应噪声抵消算法抑制噪声干扰,但同时也会抵消掉部分有用信号,影响后续解码的可靠性。在分析泥浆脉冲信号噪声干扰及自适应滤波算法的基础上,提出一种新的滤波算法,用自适应陷波器来降低主通道信号与参考信号的相关性,保护有用信号不被抵消,克服了以往单采用自适应噪声抵消器存在的最大弊端。实验结果表明,自适应陷波器、自适应噪声抵消器相配合的自适应滤波算法,能在任何信噪比情况下有效滤除泵冲噪声并保护有用信号的能量,简单可靠且适用性强,对提高泥浆脉冲信号的信噪比,降低随钻测量通信的误码率,具有较高的实用价值。     

新型液压循环系统脉冲缓释装置CFD仿真分析

钻井泥浆泵采用往复式三缸泵,可提供较大的压力驱动泥浆循环,其流量和压力脉动如长时间不能有效抑制将导致外接管路破坏,储层受损坏,控压钻井难度增加等问题,影响动力钻具输出特性和稳定性,诱导动力钻具出现"粘-滑效应"。该文针对一种新型的缓释器,在分析其结构特点的基础上,对缓释器的弹性橡胶件共振系统、容积变化等部分分别进行了模型研究,推导数学模型,揭示了其结构原理。文章基于有限元分析软件ANSYS,建立泥浆脉冲缓释装置的CFD仿真模型,评价其缓释效果,为泥浆脉冲缓释装置的研究奠定了理论基础。该文为开展具有自适应负载的泥浆脉冲缓释装置的优化设计提供了参考依据,这种新型的泥浆缓释器能够用于改善实验室已有的孔底动力钻具实验台的测试条件,为后续开展涡轮钻具"粘滑振动"机理的研究奠定基础。     

新型脉冲发生器的研制

泥浆脉冲发生器是随钻测井仪器的重要组成部分,正脉冲发生器应用较为成熟,信号传输较为稳定。按安装位置可以分为上挂式和下座式．上挂式脉冲器以动力液压脉冲器和CG脉冲器为代表,下座式以下座键脉冲器为代表。根据现场的实际应用情况及两种脉冲器的特点,设计开发了一种新型脉冲器,该脉冲器集成了两种脉冲发生器的优点,具有维护方便、适应能力强、使用寿命长的特点。     

摆动阀式脉冲器脉冲发生机构黏结工艺研究

摆动阀式脉冲器具有载波频率高和传输速率高的特性。它的脉冲发生机构由摆动阀、泥浆分流器以及分流罩等零件组成,其中泥浆分流器是发生机构的核心部件,由金属基体与硬质合金插件黏结而成。根据过往作业经验得知,黏结工艺对泥浆分流器的寿命影响很大。重点研究黏结工艺中工艺参数对硬质合金与金属基体黏结力的影响,通过受力分析与试验验证得出影响因素,并优化工艺参数,使黏结胶层固化后表现出更佳的黏结性能。     

连续波泥浆脉冲器用行星减速器设计

介绍了连续波泥浆脉冲器的基本组成,分析了脉冲器部件小直径大速比耐高温减速器的传动方案,研究了减速器的相关参数,设计了脉冲器用单级行星减速器,对减速器关键部件进行了受力分析及强度校核。解释了减速器内部磁力定位器的工作原理及安装位置,解决了减速器齿圈在制作过程中难以加工的问题,试验结果表明设计的减速器能够满足脉冲器的工作需要。     

高炉煤气余压发电透平机转子叶片的断裂分析

为分析研究透平机转子叶片的损坏机理,提高叶片使用可靠性,依据高炉煤气余压、余热发电透平机转子叶片的结构设计、加工工艺、叶片的测频、使用工况等条件,对该装置的转子-轴承系统的临界转速、振动特性进行了分析。通过计算分析,转子系统的振动特性符合有关旋转机械转子系统整体振动的设计规范;叶片的静态应力水平符合所用材料的许用应力;叶片的固有频率与工作时的激励频率有足够的避开量。分析结果为该设备的失效原因提供了理论根据,提高了设备日常维护工作的有效性。     

装载机用高压叶片泵失效机理研究

为延长装载机用叶片泵使用寿命,运用热切油膜理论研究叶片泵转子与定子摩擦副失效机理,提出叶片泵轴向间隙参数化设计方法。针对装载机用高压叶片泵浮动侧板磨损严重问题,以某型号装载机液压系统中高压叶片泵为研究对象,建立定子与转子间摩擦副数学模型,计算油膜温升改进叶片泵轴向间隙,完善叶片泵结构设计。试验数据表明,改进叶片泵轴向间隙后,该型号装载机叶片泵使用寿命满足设计要求。该研究为高压叶片泵摩擦副失效机理研究提供了理论依据。     

高度融合电机叶片泵的仿真分析

基于电机叶片泵一体化技术,结合在实际生产和应用中的要求,提出了一种结构更加简化的高度融合电机叶片泵（纵向融合的电机叶片泵一体机）。介绍了高度融合电机叶片泵的结构组成和工作原理,同时建立其数学模型和物理模型,并通过ANSYS软件对其主轴-转子（叶片泵转子）的支撑效果、流场以及温度场进行仿真分析。研究表明,纵向对称结构形式的高度融合电机叶片泵具有优异的减震降噪和冷却散热的性能,为其成品化的实现奠定理论基础。     

双工作腔滑片压缩机结构参数的优化

利用作者建立的模拟模型,对双工作腔滑片压缩机的滑片倾角、滑片数及相对长度等主要结构参数进行了优化分析,并找出了些参数的适宜值,分析结果可以直接用于实际产品的设计与研制。     

用于电动汽车上双滑板压缩机的泄漏损失研究

研究了运用在电动汽车空调系统中的双滑板压缩机的泄漏损失。采用等截面摩擦喷管模型计算了双滑板压缩机中转子与转缸间隙处的径向间隙泄漏,同时计算了滑板侧的轴向泄漏。作为对比,计算了相同工况以及相同的转缸和转子尺寸下单滑板压缩机的泄漏损失。通过对比发现:在相同的尺寸和运行工况下,双滑板压缩机的泄漏损失要高于单滑板压缩机,但是双滑板压缩机的理论吸气容积要高于单滑板压缩机,二者的相对容积泄漏损失率几乎相等。因而相对于单滑板压缩机,双滑板压缩机结构上的变化是可以忽略的。考虑到双滑板压缩机具有更高的工作容积和机械效率,可以推断其更适合用于电动汽车的空调系统上。     

旋叶式压缩机计算机辅助分析研究

通过对叶片偏心设置的旋叶式压缩机的研究,建立了这类旋叶式压缩机的数学模型,并利用编程手段对其进行了动力分析;运用大型工程软件I—DEAS对转子轴进行有限元分析,掌握了应力分布情况,并对结果进行分析。     

微电机定转子冲片生产工艺的改进与模具设计

本文介绍了微电机定转子片的生产方式,分析了各自的特点,在此基础上,提出并实践了落料冲定子片,再冲转子片的新方案,设计了冲裁模。     

Rotor dynamics of a sliding vane turbineRotor dynamik von turbinen mit gleitenden turbinenblaettern

A general mechanical design and performance analysis is presented for a sliding vane turbine. The analysis is general in the sense that it is valid for any stator profile and that there is no restriction on the turbine use. This analysis includes a dynamic force analysis on the vane, rotor dynamics, and vane kinematics. As an example, an eliptical stator sliding vane turbine is considered for the purpose of illustrating the procedure of applying the general analysis and presenting results by graphs as a function of significant design parameters.     

双层滑片压缩机滑片摩擦及磨损分析

介绍了作者研制的双层滑片压缩机，这种压缩机的每个滑片槽内都安放两块重叠而又可以相对自由滑动的滑片。利用建立的动力学模型时双层滑片压缩机的运动，受力，摩擦，磨损及强度等进行了全面分析，结果表明双层滑片结构能够减少正约束力的幅值，降低摩擦损和磨损量，在改善端部密封的同时又减轻了滑片摩擦和磨损，使机器的工作寿命及机械效率得到提高。