柴油机单刮油边螺旋撑簧油环的研究

柴油机螺旋撑簧油环采用单刮油边结构,并去除环体上的回油孔,从而有效地改善了环体的强度,使环体的轴向高度和径向厚度大幅度地降低.新设计的单刮油边螺旋撑簧油环在接触比压保持不变的前提下,明显地改善了对气缸壁的贴合性,且油环切向弹力下降40%～50%,从而降低了摩擦阻力.试验结果表明单刮油边螺旋撑簧油环可使柴油机保持较低的机油消耗率,并使燃油消耗率降低1.3%～3.2%.     

ECU硬件在环用涡轮增压共轨柴油机模型开发

基于MATLAB/SIMULINK软件平台,开发了应用于电控单元(ECU)硬件在环测试的涡轮增压共轨柴油机模型。该模型包括进气系统模块,共轨燃油系统模块,扭矩计算模块,负载自动控制模块,冷却系统模块,发动机配置及信号转换模块和控制面板。为验证模型的准确性,以6DE柴油机为原型,利用试验数据对模型进行了校准。校准后的模型对发动机关键参数的计算值与试验值相吻合,满足控制系统开发对模型的需求。     

VE型分配泵回油温度控制方法的研究

对柴油机ＶＥ型分配泵回混回油温度自动控制时所遇的问题和解决的进行了分析。并以ＩＶＥＣＯ公司的ＳＯＦＩＭ８１４０柴油机燃油温度自控装置为例，对其控制方法、相关参数的计算以及自控系统的设计配置进行了分析．     

基于硬件在环测试系统的DPF控制策略功能性验证

本文基于硬件在环平台(HIL)对柴油机颗粒捕集器(DPF)部分控制策略进行了功能性验证。硬件在环测试平台使用的是带有DPF的虚拟四缸虚拟发动机模型,此模型将计算出的发动机转速,油量,DPF入口温度,DPF出口温度,DPF上的碳烟(soot)加载量等信号经过信号转化作为DPF控制策略的输入,用于定性验证DPF控制策略。试验结果表明硬件在环试验测试平台能够提供有效的策略验证环境,明显缩短了策略验证周期,提前了策略开发进度。     

高速柴油机VE泵回油温度调节的研究

在分析VE泵回油温度对柴油机性能影响的基础上，论述了控制VE泵回油温度的必要性及复杂性。通过对回油温度控制过程中若干问题的讨论，介绍了油温自动控制的设计思想、控制量的计算、控制方案的比较及控制调节过程的执行等内容。采用此回油温度自动控制装置，可在各种正常试验工况下，将VE泵的回油温度控制在设定值±2℃的范围内。     

环空测试井新型泄油器的研制与应用

为满足清洁生产要求和有杆泵抽油井测试需要,目前多数油井生产管柱安装了泄油装置.在非环空测试井中普遍使用KYLM-115锚定式泄油器,在环空测试井中还没有较为适宜的泄油器.通过对现有油井管柱泄油方式调研分析,结合环空测试井特点,设计研制了轨道换向式泄油器,并进行了结构优化和开关力计算,验证该工具可行性.轨道换向式泄油器主要由接头、外套、弹性滑套、轨道销钉、摆动环、泄油外套、密封件等组成,与现有的环空测试井泄油器相比,轨道换向式泄油器的泄油孔能实现重复关闭和打开.在7口试验井现场应用过程中,无泄油器失效现象发生,满足环空测试井生产和测试要求.该装置能克服现有环空测试井泄油器的缺点,具有动作可靠,使用范围广,使用寿命长,对抽油杆组合无影响等特点.     

浮环轴承温度预测模型的仿真及试验验证

综合考虑温黏效应和热膨胀导致的半径间隙变化,结合动载作用下的非线性油膜力,考虑压力流和剪切流对摩擦力矩的共同影响,建立了更为精确的涡轮增压器浮环轴承系统温度预测模型。在涡轮增压器浮环轴承试验台上对回油温度进行实测,并对仿真结果进行对比分析。研究结果表明:仿真所得结果与试验所测结果有较好的吻合性,证明了温度预测模型的准确性;温度和转速变化关系接近线性,温升、黏度、环速比和轴承间隙等变化均在合理范围之内,浮环轴承工作状态良好。     

基于单神经元PID的电炉加热多点温度自动控制

由于电炉温度控制过程中易受到外界干扰，导致温度控制速度、超调量的效果不理想。因此，提出一种基于单神经元PID的电炉加热多点温度自动控制方法。为了实现电炉加热多点温度控制，在电炉不同位置布置温度数字传感器。采集读取过程中得到传感器地址，使用二叉树遍历法搜索到总线挂载的传感器地址，完成温度采集。根据单神经元模型设计相应的学习算法，设计单神经元PID控制器。利用ZigBee技术搭建通信网络，搭建多备用链路的网络拓扑结构，完成基于单神经元PID的电炉加热多点温度自动控制方法的设计。仿真实验结果表明，设计的温度自动控制方法稳态过程的温度控制精度保持在±1℃内，超调量降低了5.23%。说明设计的方法在维持、稳定电炉内温度的速度、降低超调量等方面与传统方法相比有明显的优势。     

正庚烷HCCI燃烧下芳香烃及多环芳烃形成的数值模拟

通过修改化学动力学软件CHEMKINⅢ,建立了正庚烷HCCI燃烧下排放特性数值模拟的多区模型.利用此模型对正庚烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律进行了详细分析.计算中采用了正庚烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的详细反应机理(共包括107种组分、542个基元反应).结果表明,缸内压力变化趋势的计算结果与实验值基本吻合;核心区由于温度较高,其中的正庚烷已充分燃烧,多环芳烃的质量分数极小;边界层区和缝隙区温度较低,尤其是缝隙区,其温度与壁面温度保持一致,正庚烷在其中不能充分燃烧和分解,同时这两个区域成为多环芳烃的主要来源.     

基于模型设计的甲醇发动机辅助ECU开发

对于甲醇裂解气掺烧发动机,甲醇替代率通过采用BP神经网络算法的控制系统进行控制,BP神经网络经过有限的甲醇替代率试验数据的训练,其预测和控制精度满足使用要求。利用Simulink基于模型设计工具建立了辅助控制系统模型,对所搭建的控制模型进行了模型在环(MIL)仿真,并对模型所生成的嵌入式代码与硬件相集成实现处理器在环(PIL)一致性验证,最终完成甲醇掺烧发动机辅助控制系统的功能开发,大幅降低开发时间。     

蒸汽热力采油中抗高温调剖堵剂的应用与展望

稠油油藏开发过程中,受油藏层间非均质性、渗透率变化、原油性质差异、不利的流度比、重力分离、井距和油藏倾斜,以及原油黏度大、密度大、流动性差等因素的影响和制约,降低了蒸汽利用率和体积波及系数,导致油井吸汽剖面不均匀,含水率高、采出程度低,影响稠油油藏的高效开发.为解决这一问题,目前主要采取调剖堵水的方法来控制油井含水上升,进而提高原油采收率.稠油油藏主要采用热力采油方式,要求所使用的堵剂必须同时具备长期耐蒸汽温度和蒸汽冲刷的特性,以实现深度调剖和封堵汽窜通道的作用.本文所指的抗高温调剖剂,主要针对油藏温度高达250℃以上的稠油油田.分析固体颗粒型调剖剂、抗高温凝胶类调剖剂、高温泡沫调剖剂的原理及其在国内外的发展和应用状况,并对抗高温堵剂的发展方向进行展望.     

徐深气田深层气井温度压力分布计算

徐深气田井深3500～4000m,地层压力30～40MPa,井底温度可达150℃,各生产井不同程度含有CO2,给井下管柱安全带来挑战。气井井筒中流体的温度和压力分布是影响井下管柱受力、变形的重要因素,准确进行温度、压力分布的计算,对气井的生产动态分析和管柱优化具有重要意义。针对徐深气田深层气井的流体性质和井身结构,根据传热学理论和质量、能量守恒原理,将井筒分成若干个节点,考虑油管、套管、水泥环及地层之间的传热性质,建立温度、压力耦合模型,并运用迭代法对模型进行求解。分析计算显示,气井产量、CO2含量、油管直径等参数对井筒温度、压力分布具有重要影响:产量越高,井筒温度下降越慢,而压力下降越快;CO2含量越高,温度下降越慢,而压力下降越快;油管直径越大,温度下降越快,压力下降越慢。实例计算表明,所建立的耦合模型简单方便,具有较高的精度,适合深层气井的温度、压力分布计算,计算结果可为气井的生产动态分析和管柱优化提供依据。     

调驱措施效果预测方法的研究及应用

通过系统地分析区块、单井组调驱后的效果资料,归纳出影响调驱效果的主要因素,结合概率论建立经验统计的效果预测方法．分别预测区块及单井调驱所达到的增油量、降水量、增加的可采储量等指标,从而为调驱措施的有效实施提供可靠的依据。通过在濮城油田东区沙二上1油藏上4口井与濮城浦田西区沙二上2＋3油藏濮4南区的应用．证实该方法应用简便,预测精度高,具有一定的实用性。     

应用"接近零流量法"挖潜杏西油田高水淹井层潜力研究

杏西油田已注水开发22年,随着开发时间的延长,虽然在注水井上采取细分、调剖、周期注水,在采油井上采取堵水等措施稳油控水,但仍有部分井油层水淹程度高、地层能量高,成为高含水井,失去开采价值而关井。但从剩余油分布机理和其他油田开发实践表明,这些井仍有一定的产油潜力。结合现场实践,从井筒内再次成藏角度提出了“接近零流量法”挖潜高水淹井层内剩余油,其主要目的是对特高含水、已经或将要废弃的井层采取间歇生产或尽可能降低产液量方法继续动用。现场实践表明,这种方法可以有效挖潜强水淹井层内的剩余油,是对水驱油田后期开发和挖潜方式的丰富与完善,值得推广应用。     

潜油电泵优化设计及功效分析

目前,在苏丹1/2/4区油田有许多潜油电泵井的产量比较低,其产量值已经低于泵的最佳排量范围下限值。根据油井产能预测理论,并结合潜油电泵选择设计原理,通过分析油田动态数据,查找到造成潜油电泵井的产量过低的主要原因,并对油田潜油电泵井进行最佳优化,使油田产量得到很大提高。     

重力泄水辅助蒸汽驱采油工艺技术研究与试验

洼59块为深层中厚层状特超稠油油藏。区块已进入高轮次吞吐阶段,吞吐效果逐轮变差,采油速度急剧递减。采用重力泄水辅助蒸汽驱技术,探索深层特超稠油油藏蒸汽吞吐开发后期开发方式的转换。该技术采用直井、水平井组合开发模式,上叠置水平井注汽,下叠置水平井辅助排液,周围直井产油。针对工艺技术难点,通过汽水分离器、高效隔热管柱和环空注氮隔热的综合应用,实现了深层稠油油藏井底干度大于45%的目标;采用双管注汽技术使水平段得到高效动用;通过电加热降黏和防偏磨技术的成功应用,解决了试验初期黏度大、水平井杆管偏磨的问题;利用越层深抽和高温大排量举升解决了提液降压、深层高温大排量举升的难题。井组整体效果明显,产液量由179t/d增大到最高值526.9t/d,产油量由31.0t/d增大到最高值96.5t/d,含水由91.1%下降到平均值84.69%。     

高含水油藏注水井调剖选井方法研究

注水开发油田在开发中后期,由于注入水的长期冲刷,油藏孔隙结构和物理参数将发生变化,导致在注水井与生产井间可能产生高渗流通道,造成注入水的无效循环。孤南油田131块经过20多年的注水开发,含水率达到97%以上,为了提高水驱油效率,对该区块进行堵水调剖试验。首先利用PI值、FD值对该区块中4个井组进行初选;然后依据灰色关联理论及现场生产实际情况,对比分析了邓氏关联度模型与B型关联度模型,得出B型关联度模型在计算油水井间的动态关联度方面具有显著优势;最后利用B型关联度模型及历史生产数据,计算得出131-2井组关联度最高,选择该井组进行堵水调剖先导试验。试验后该井组累计增油1600t,取得了显著的经济效益,同时该区块的水驱开发效果得到明显改善,并为后期区块整体调剖提供了借鉴和指导。     

Study of hydrogen generation from heavy oil gasification based on ramped temperature oxidation experiments

Hydrogen is a clean energy because of its high energy density and pollution-free combustion. The main ways of hydrogen generation are from coal and methane, as well as hydrogen generation from by-products of chemical plants. It had been reported that heavy oil reservoir in Margaret Lake in Canada produced up to 15 mol% hydrogen indicating that it is feasible to produce hydrogen by in-situ gasification (ISG) from heavy oil reservoir. However, there are relatively few studies on the mechanism and characteristics of hydrogen generation from ISG of heavy oil, the lower limit of hydrogen-production temperature, the interaction of produced gas and so on. Previous studies focused on the upgrading of heavy oil rather than hydrogen generation. In order to study the hydrogen generation mechanisms of different samples, The 4 types samples covering heavy oil, light oil, carbon samples were used and the saturate, aromatic, resin and asphaltene (SARA) components was measured by thin layer chromatography and flame ionization detection (TLC-FID). Then, the ramped temperature oxidation (RTO) experiments of 7 Runs of reservoir cores and sand-filling model were designed. The compositions and molar contents of produced gas were analyzed combined with gas chromatography (GC), and the lower limit temperature and the advantages of hydrogen generation from heavy oil were analyzed under different air/nitrogen injection rates based on a constant water injection rate. The results showed that the lower limit temperature of hydrogen generation from crude oil was about 500–550 °C and that of carbon was 700–750 °C. The reservoir core may had catalytic effect, which can promote hydrogen production. The highest hydrogen rate of RTO experiment with reservoir core can reach 55–60mol%, while that of sand-filling experiment was only 5–10mol%. The main chemical reactions for hydrogen generation from crude oil were coke gasification and water-gas shift. Therefore, the hydrogen production of heavy oil with high hydrocarbon ratio was significantly greater than that of thin oil. It showed the advantages of hydrogen generation from heavy oil. In addition, in order to quantitatively evaluate the efficiency of hydrogen production by gasification, the definition and calculation equation of hydrogen generation efficiency (HGE) were given. The HGE was defined as the ratio of hydrogen production volume and hydrogen consumption volume in a certain period of time (Δt). The E_hg can be used to quantitatively represent HGE, and the calculation of E_hg is the ratio of hydrogen production and twice of oxygen consumption in a period of time. The E_hg of Run1 and Run3 were calculated to be 1.47 and 0.15. It indicated that the hydrogen production efficiency of Run1 was about 10 times higher than that of Run3.     

温度和气隙对油纸绝缘回复电压参数的影响

针对温度和气隙对电力变压器油纸绝缘回复电压参数的影响,在实验室内搭建回复电压测试模型对有无气隙和不同温度样品进行试验分析。结果表明,温度不变时,气隙能促使回复电压最大值曲线在极化初期产生峰值;气隙存在时,温度的增加使中心时间常数值随时间线性增大;气隙和温度均使初始斜率初始值增大,衰减速度加快,回复电压各参数曲线幅值增加。     

一种适合三元复合驱的新型调剖剂

为进一步提高原油采收率,大庆油田开展了三元复合驱矿场试验。目前常用的凝胶型调剖剂不能满足高温、高pH值的环境要求,现场应用效果差。本文研究了一种聚丙酰胺为主要成分的新型调剖剂体系,通过实验考查了聚丙酰胺、稳定剂、温度、pH值、矿化度等因素对调剖剂性能的影响。配方体系在30～130℃条件下都能成胶,成胶时间在3～30d可控,pH值范围在7～14之间,成胶黏度为0.3×104～4.0×104mPa.s,岩心封堵率大于95%,突破压力梯度大于4MPa/m,残余阻力系数大于100。实验结果表明,该调剖剂耐高温、耐碱,封堵效果好。该调剖剂在三元试验区进行了2口井现场试验,3口见效井日产油由11.6t/d上升至28.6t/d,日增油17.0t/d;平均单井综合含水由93.1%下降至81.3%,下降11.8个百分点;中心井产液量下降较为明显,由调剖前的60.2t/d下降到34.1t/d,日产油由2.5t/d上升至3.4t/d;含水由注入初期的97.7%下降到89.9%,下降7.8个百分点。