井眼清洁工具流场及岩屑运移数值模拟分析

在大位移井、水平井钻井过程中,常有岩屑运移不畅,形成岩屑床的现象发生,导致摩阻增大、蹩钻等复杂问题,严重时甚至影响钻井安全。本文分析了一种短节式的井眼清洁工具,采用计算流体动力学对其偏心旋转工况下的流场进行模拟,通过特征截面流线图、速度云图等分析了工具对该井段的流场扰动作用机理;通过多相流计算,得出了岩屑颗粒运动情况。分析表明,工具对流场具有导流和搅拌的作用,加速岩屑颗粒运动;随着工具转速增大,工具对流场的扰动作用加大,岩屑颗粒离开模型的最终速度增大,因此颗粒滑落距离增加,有利于岩屑携带。在某油田1603井的现场试验显示,合理安放多个井眼清洁工具后振动筛返屑量明显增加,后两次收集岩屑体积分别是使用前的3.75倍和1.6倍。     

电子散斑干涉技术的精度研究

通过电子散斑测量离面位移的实验研究,对电子散斑干涉计量的测量精度进行了评估,分析了误差来源并提出了提高该技术测量精度的措施。     

环形孔径对部分相干光光谱的影响

本文推导了部分相干光在经过环形孔径之后,远场轴上点的光谱S(ω)与环形孔径处光的光谱S~(0)(ω)之间的关系。数值计算结果表明,S(ω)不仅依赖于S~(0)(ω),而且还与环形孔径处光的相干性以及环形孔径的参数有关。     

钡钨阴极表面的光电子谱研究

用XPS,APES和ARPES分析技术综合探测了钡钨阴极(包括铝酸盐、钨酸盐和钪酸盐阴极)的表面化学,获得了一些新的结果。实验表明:阴极表面光电子谱峰的形貌特征与阴极的激活状态呈对应的关系;激活后钡钨阴极表面的钨是单一金属态,钡呈现氧化态。     

一种新型的光学探头的研制

本文提出一种新型的光学探头的设计方法，该光学探头可以同时用来测量某一镜面反射表面某一点的高面位移和两个角度。本文同时采用了一个小功率激光器为光源，一种新型的ＣＭＯＳ图象传感器为光电传感器件。通过相关分析法的数据拟合等图象处理技术，提高了整套系统的精度和分辨率。一个较为明显的优点是位移和角度的测量是互不影响的。实验证实了该方法位移测量时具有精度为±１５微米，分辨率５微米；角度测量时具有精度±２５秒，     

抛物线型井眼轨道的数学模型及其设计方法

井眼轨道设计是实现定向钻井的首要环节。下部钻柱比较符合抛物线的力学模型,所钻出的井眼轨迹更接近于抛物线,因此将井眼轨道设计成抛物线具有理论依据。抛物线剖面设计的实质是确定抛物线井段的形状和位置,抛物线的特征参数P决定了其形状,而抛物线井段的起至井斜角或后续稳斜井段的段长等参数决定了抛物线井段在井身剖面中的位置。系统地阐述了抛物线轨道的力学模型和数学模型,分析了抛物线剖面的特征参数和设计条件,提出了2种抛物线剖面的设计方法——迭代法和直接法。在相同的条件下,这2种方法的设计结果是相同的,可以相互验证。但是,直接法不需要进行迭代计算,设计条件具有较好的可操作性,便于推广应用。通过对抛物线剖面的优化设计可以降低摩擦阻力和摩阻力矩,有利于减少钻柱和套管的磨损;可以改善钻柱的受力状况,减轻钻柱的疲劳破坏、减少产生键槽的几率;可以施加高钻压连续钻进,有利于提高机械钻速。     

基于大位移柔性结构的动镜支撑机构设计及研究

针对傅里叶红外光谱仪系统对动镜支撑机构高精度高带宽的要求,采用平行簧片结构设计了一种动镜柔性支撑机构。首先分析了平行簧片柔性结构的特点,通过理论分析给出了动镜支撑机构的设计依据,采用有限元方法分析了机构的动态响应和静态响应,同时与两杆移动机构进行了对比,结果表明结构的一阶固有频率为244.79 Hz,系统位移为14 mm时产生的垂直于移动方向的寄生位移为0.611 m,最大应力值为131 MPa,性能明显优于两杆移动机构。通过理论分析和有限元分析为该机构的深入研究和实际应用奠定了良好的基础。     

利用亚像素位移估计提高激光散斑图像无失真压缩效率

无失真图像压缩的目的是在保证不丢失任何信息的情况之下,用尽可能少的比特数表示图像.图像压缩对数据存储量的降低具有重要的意义.所设计的激光散斑图像无失真编码器由激光散斑位移估计、像素预测和哥朗布(Golomb)编码所组成.首先,估计散斑位移;然后,根据激光动态散斑相关函数设计预测模型,并以此为基础进行像素预测;最后,对预...