埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。     

防漏失板阀的研制及试验测试

塔河主体区块弱能量井完井期间漏失严重,造成钻井液大量浪费且污染储层。为此,提出了一种能重复打开和关闭的防漏失板阀及其配套开关工具,并描述了其结构及工作原理。通过有限元方法建立了板阀3个关键部分的有限元模型,用以验证板阀结构的可行性。计算结果表明:板阀设计合理,板阀开启时所需轴向载荷从小到大依次为开关工具啮合过程、开关工具脱手过程和锁定爪脱开过程,有效避免了开关工具在板阀工具内移动时出现误开或误关现象,且各关键部件均满足材料强度要求。最后利用室内试验验证了板阀开关功能的可靠性,并实测得到阀板开启和关闭所需载荷。该防漏失板阀能有效阻止完井液漏入地层,并对提高完井效率和转抽作业效率具有重要参考意义。     

旋切式PDC钻头水力结构优化

旋切式PDC钻头比常规PDC钻头的结构更复杂,工作原理也比较特殊,常规的数值模拟方法不能全面描述旋切式PDC钻头水力结构及井底流场特性。鉴于此,采用标准k-ε模型和离散相模型(DPM)对旋切式PDC钻头井底流场进行仿真模拟,并对钻头的水力结构进行优化设计,对优化前后旋切式PDC钻头的井底流场进行对比分析。研究结果表明:刀盘形状的改变有利于工作流体的流动,可以降低刀盘附近岩屑颗粒的质量浓度;采用带有曲率的喷嘴可以增强旋切式PDC钻头刀盘区域的井底清洗效果;当采用曲率为1/50的喷嘴时,刀盘区域的井底清洗效果最好;当采用中心喷嘴直径12. 0 mm和边缘喷嘴直径8. 8 mm的组合方案时,旋切式PDC钻头的清洗和携岩能力达到最优。研究结果对未来页岩气开采方式的研究具有一定的指导意义。     

新型张拉式观景塔动力性能分析

目前国内观景塔的结构形式单一,外形样式缺乏新意,文章提出提出一种新型的张拉式观景塔结构,由于其动力特性不同于其他结构形式,文章采用MIDAS gen有限元分析软件建立计算模型,通过合理的模拟结构的边界条件及初始状态,阐述了模态分析、反应谱分析及时程分析的基本理论;对结构进行了模态分析得到该结构的周期及模态;并对该结构进行反应谱分析及时程分析,对两者的计算结果进行了对比,得到反应谱的计算结果偏小于时程分析。     

基于ANSYS的非晶合金变压器铁心磁场的噪声研究

为了研究非晶合金变压器由于磁场分布而引起的噪声,应用ANSYS对非晶合金变压器铁心磁场进行三维有限元仿真。通过对不倒角和倒角两种模型进行对比分析,得到三维磁场分布的相关信息,并深入阐述了两种模型的差异。结果表明,倒角后模型的磁密分布得到了改善,有助于降低变压器的噪声,广泛运用于非晶合金变压器的生产中,磁场仿真结果与实际相符。仿真分析表明,有限元分析法有助于分析变压器铁心磁场噪声分布问题,从而给设计人员提供了更精确的设计依据。