基于虚拟仪器检测系统测射流冲击器性能参数

目前经常应用的液动冲击器冲击性能参数的测试方法有多种,但均存在某种缺陷。为此给出了一种测试射流冲击器性能参数的方法,即基于LabVIEW虚拟仪器平台的检测系统,用于测试射流冲击器的冲击功及频率。介绍了冲击频率检测电路、声音拾取电路、声音传送及变换电路。通过系统压力检测电路,可测得冲锤活塞上、下腔压力,求得冲锤活塞的单次冲击功。该方法具有操作简单、测试方便、成本低、开发周期短、测试可靠、精度较高等优点。     

?228.6 mm射流冲击器研制及硬地层提速试验

涪陵页岩气田二开?311.1 mm直井段钻遇的龙潭组、茅口组地层坚硬,可钻性差,钻头使用寿命短,机械钻速低。为了提高该井段机械钻速,研制了?228.6 mm射流冲击器,并进行了台架试验,结果显示,该射流冲击器性能参数可调范围大,当行程、冲锤质量和排量变化而其他条件不变时,冲击力、单次冲击功、冲击频率随之呈近线性变化。在台架试验的基础上,优选了?228.6 mm射流冲击器的结构及性能参数,优化了钻具组合及旋冲钻井参数,并在焦页109–1HF井硬地层进行了现场试验。现场试验结果表明,?228.6 mm射流冲击器提速效果显著,较邻井二开平均机械钻速提高104.9%。?228.6 mm射流冲击器的成功研制,为涪陵页岩气田二开直井段硬地层钻井提速提供了有效的技术手段。      

自激振荡脉冲超临界二氧化碳射流冲击频率变化规律

为了得到自激振荡脉冲超临界二氧化碳(SC-CO₂)射流谐振破煤适用冲击频率,采用大涡模拟研究了自激振荡脉冲SC-CO₂射流的形成及发展过程,分析了射流频率在喷嘴内部和自由流场中的变化规律,研究了射流轴向位置和振荡腔长度对射流冲击频率的影响规律,并研制了射流冲击频率测试装置,通过实验验证了数值模拟结论。研究表明,自激振荡脉冲SC-CO₂射流在喷嘴内部和自由流场中的频率并不相同。在喷嘴内部,流体经扰动形成的频率相同,且喷嘴出口处射流频率与喷嘴内部频率保持一致。在自由流场中,由于CO₂的可压缩性,射流压力、速度等参数具有明显的波动。该特征使自激振荡脉冲SC-CO₂射流冲击频率随射流的发展沿轴向逐渐减小。通过改变振荡腔长度,可以改变自激振荡脉冲SC-CO₂射流喷嘴内部频率从而实现自由流场中射流冲击频率的调节。     

射流式液动锤冲击功非接触测量系统

介绍了基于霍尔传感器、单片机和微机的射流式液动锤冲击功非接触测量系统的原理与结构组成。实际应用结果表明,该系统具有测试精度高、可靠性强、使用方便等优点。     

小井眼射吸式液动冲击器工作性能数值模拟

液动冲击器钻井技术是解决深井硬地层钻速慢、钻井效率低的有效方法之一。为了研究射吸式冲击器的实际工作状况,对现有的射吸式冲击器进行了有限元模拟分析,研究了不同冲锤质量、泵排量、喷嘴直径对冲击功和冲击频率的影响,优选出最优的工作参数。结果表明,在边界条件、泵排量和喷嘴直径保持不变时,随着冲锤质量的提高,工具冲击功增大,冲击频率降低;当冲锤质量为9.675 kg时,冲击频率为1 397次/min,冲击功和冲击频率均较大,冲锤回程消耗能量较小,此时冲锤质量为最优;当喷嘴直径不变时,随着泵排量增大,工具内部压降和冲击频率均提高;当泵排量不变时,随着喷嘴直径增大,工具内部压降和冲击频率均降低。该有限元模拟分析了不同工作参数下冲击器的工作效果,为现场的实际应用奠定了良好的基础。     

阀式液动射流冲击器的研制

液动射流冲击器在深井模拟实验室的试验结果表明，其在实际应用中具有良好的可行性和应用前景。与此同时，也发现了一些问题，如由于喷嘴过流断面较小等原因导致的射流元件易损坏的问题，所以需要增大喷嘴过流断面。但这种改变必然对射流切换造成影响，其它结构参数必须重新设计。而大量模拟试验表明：增大喷嘴过流断面，调整其它相关结构参数，射流能够实现切换。为此，实际冲击器在设计时增设一阀，将信号道移到中板，改变劈形，排空孔下移且合二为一。重新设计的阀式液动射流冲击器与同规格射流冲击器相比，在冲击功及冲击频率方面相差不大，但压耗大幅度降低。     

新型液动射流冲击器实验

针对天然气深井、超深井钻井中难度大，时效低，钻头寿命短等问题，提出在深井、超深井钻井中采用新型液动冲击回转钻井技术。新型液动射流冲击器包括肺形阀式射流冲击器、盖板流阀式射流冲击器、连体阀式射流冲击器、麻雀型阀式射流冲击器，其工作原理与传统射流冲击器类似。实验包括凹劈、凸劈、尖劈、平劈实验。实验结果表明：通过改变劈形，增加阀等措施，除麻雀型阀式射流冲击器外，均可实现正常冲击。但连体式射流冲击器中的阀及尖劈极易损坏。为了实现深井钻井，建议采用加大喷嘴过流断面面积、改变劈形等措施来解决新型液动阀式射流冲击器易损坏的问题。     

射流式液动锤冲击功非接触测量系统的改进

针对单个霍尔器件冲击功测量系统存在的问题,提出以敏感中心距离固定的成对集成线性霍尔器件代替原系统单个霍尔器件的设计方案。该方案可避免原系统调节和测量距离ΔX的麻烦,简化机械和电气结构,提高测量可靠性。霍尔电压的放大滤波、温度补偿等信号调理环节由集成霍尔器件解决,门限电压由原系统的2个减少为1个,免去增量放大环节。测量结果认为,成对霍尔器件非接触方法测得的末速度值分布集中程度高而稳定,与理论计算值有一定偏差。     

液动射流冲击器计算机仿真技术的发展与应用

计算机仿真分析技术在液动射流冲击器研制过程中具有重要作用，根据应用该技术进行计算机辅助设计的具体工作过程，列举了几种典型的仿真分析方法。结合电子计算机软硬件技术的发展过程，介绍了不同时期依赖于不同工作平台的各种仿真分析方法的技术特点和工作流程，说明了各种仿真分析方法在揭示和预测射流冲击器性能参数变化规律方面所能够发挥的作用。根据目前工作情况及各种仿真分析方法间的比较，提出基于虚拟样机技术和CFD技术的计算机仿真分析方法已经成为液动射流冲击器计算机仿真分析技术的主流。     

射流式冲击器研制与应用

旋冲钻井技术是一项新型的石油钻井工艺技术,是提高硬地层钻井效率的有效方法之一。实现旋冲钻井的工具就是冲击器。它不需增加任何动力设备,只在目前旋转钻井的基础上安装液动冲击器即可进行旋冲钻井。文中主要介绍了射流式冲击器的结构和工作原理,以及在四川地区的川孝164井和川峰188井应用情况。实践证明旋冲钻井比常规钻井硬地层机械钻速可提高40％以上。     

能量谱质心频移法Q值估计

由于地震数据中的噪声干扰,子波振幅谱的高频和低频段扰动强烈,造成振幅谱质心频移法估计Q值的稳定性依赖于积分频带的选取。为此,提出了基于能量谱的质心频移Q值估计的新方法,推导了估计Q值的解析表达式。模型测试证实了能量谱质心频移法相对于振幅谱质心频移法,对积分频带的依赖性降低、稳定性增强。经实测VSP资料应用证实了该方法可以稳定有效地估计Q值。     

低频地震激发中的能量问题

在低频地震激发生产过程中,一些观测系统的设计者对低频地震激发缺乏实践与相应的背景知识,习惯在传统的单炮地震记录上分析能量,导致极大地降低了野外地震数据采集作业的生产效率及对资源的不合理性需求。本文主要针对这类问题,根据作者的实践认知谈点意见与建议,供参考。     

基于LabBIEW的CIN数据采集

介绍基于LabVIEW的数据采集的软件接口方法,用户可以利用自己现有的硬件资源,只需编写少量程序代码,就可以嵌套到LabVIEW当中,从而充分发挥LabVIEW和硬件资源的功能.     

空气锤钻井机械比能计算方法

空气锤钻井是目前硬质岩层钻井提速提效的重要工艺,为了实时评价空气锤钻头的工作效率,提高钻井施工可控性,对空气锤钻井机械比能计算方法进行了研究。基于前人提出的机械比能相关理论,分析了空气锤钻头机械结构和钻进机理,引入冲击效率和冲击速度等参数修正完善机械比能计算模型,并提出能量传递效率η_tr,辅助分析空气锤钻井效率。根据以上理论模型,研制了空气锤钻井机械比能计算软件,可综合利用钻井参数、岩石力学参数、机械比能、能量传递效率等多种连续曲线剖面科学评估空气锤钻头的钻井效率,并采用元坝区域的钻井数据进行验证。结果表明,该计算方法得到的空气锤机械比能和能量传递效率对钻井效率的评价基本与现场实际情况相符,本文所研究的方法对评价空气锤钻井效率、优化钻井参数和钻后分析具有重要意义。     

基于Lab VIEW的CIN数据采集

介绍基于LabVIEW的数据采集的软件接口方法，用户可以利用自已现有的硬件资源，只需编写少量程序代码，就可以嵌套到LabVIEW当中，从而充分发挥LabIVEW和硬件资源的功能。     

基于LabVIEW编程环境的振动信号数据采集分析系统

基于LabVIEW编程环境的振动信号采集分析系统是一输入为16信道、8路LVDT输入通道,可生成多种类型信号的采集分析系统.它可用于振动信号和振动结构的详细分析和研究.该系统在美国NI公司LabVIEW虚拟仪器开发平台上研制和开发,利用LabVIEW可视化技术,创建、开发多种不同功能的仪器组合,人机界面友好,实现了对多通道振动信号数据进行采集和分析的技术设想.     

基于ANSYS-LSDYNA的围压下粒子冲击破岩规律

粒子冲击钻井是一种以粒子冲击破岩为主的新型钻井技术,在仿真分析中岩石的围压作用对模拟岩石真实的受力状态和力学响应至关重要。利用ANSYS-LSDYNA具有的"隐式-显式"序列求解方法,将围压作用简化为岩石内部的预应力效应,分析了岩石在围压作用下的冲击损伤破坏演化过程,进一步研究了有、无围压作用下粒子不同速度冲击破岩的规律。仿真结果表明:有围压作用的岩石破碎体积明显小于无围压作用的岩石破碎体积;随粒子入射速度的增加,岩石的破碎体积呈线性增大。     

基于LabVIEW便携式地震检波器参数测试仪的开发与研制

便携式地震检波器参数测试仪是基于正弦扫频恒流激励方法,结合LabVIEW虚拟仪器开发平台而研制的一种新型地震检波器参数测试仪。该仪器可测量动圈式地震检波器的自然频率、灵敏度、阻尼系数、直流电阻、谐波失真、极性等诸多参数,操作方便,参数设置便捷,可实时显示并保存测量结果。与振动台激励法测量结果比较显示,该仪器具有测量精度高、频率与阻尼比参数测量范围宽、重复性好、体积小、重量轻等优点,特别适合于各种动圈式检波器在生产、维修和施工现场的特性参数的测量,具有很好的应用前景。     

基于调谐频率与分频处理的高分辨率反演技术

讨论了基于调谐频率与分频处理的高分辨率反演技术，给出了方法的基本原理，即利用地震数据的调谐频率和分频处理分析，半定量地确定储层厚度，并将其作为地震反演的约束条件。方法的实现过程是：通过层状地质模型的地震正演模拟，建立不同主频子波时地层厚度与调谐频率的关系；利用地震资料时-频分析技术，实现地震资料分频处理；利用合成地震记录标定地震子波主频；利用分频处理结果，借助于调谐频率分析与调谐振幅分析，给出地震反演约束条件；利用反演算法消除地震子波影响，提高和拓展地震资料的频带范围，实现储层的高分辨率成像。普光地区的应用实例表明，调谐频率与分频处理的高分辨率反演方法无需对储层空间变化规律进行假设，适用于强非均质碳酸盐岩储层的高分辨率成像。