气井携液用涡流工具结构参数优化

为了提高气井涡流排液采气工具的工作效率,进行了涡流工具结构优化研究。运用AutoCAD 和Fluent 流体模拟软件,建立了涡流工具气液两相流场模型,运用正交试验确定了模拟计算方案,通过方差和极差分析得到了不同气液条件下导程、导程数、槽深和槽宽等4 个结构参数对工具出口峰值速度的影响程度并确定了工具最优结构参数。结果表明,较小的槽深和槽宽、较大的导程和导程数可以起到很好的增速效果。槽深取5 mm,槽宽取40~45 mm,导程数取3 倍,导程取172~219 mm 时,气液混合物经过涡流工具后气相峰值速度最大,携液效果最好。工具结构参数对工具出口峰值速度的影响程度随气液条件而变化,液气比较大时,选择较大的导程数具有更明显的增速效果;入口速度较大时,较小的槽宽具有更明显的增速效果,而较大的导程增速效果并不明显;较小的槽深始终具有明显的增速效果。研究结果可以为现场涡流工具的优选和使用效果的提高提供依据。     

气井涡流工具排液效果及结构参数优化实验

针对目前涡流工具排水采气工艺设计理论缺乏,现场应用与分析主要依据经验而影响应用效果等问题,基于相似理论建立了气井生产模拟实验装置,实验研究了涡流工具的排液效果,分析了不同结构参数对排液效果的影响。结果表明,气井井筒加装涡流工具后能够有效提高气井的排液能力,相同气量下平均提高携液量26.7%,降低临界携液流速19.8%;槽深越小,排液效果越好;减小螺旋角会减弱排液效果,最好选取60°螺旋角;槽宽为48 mm时,携液量较高,临界携液流速较低,排液效果较好。     

气井涡流排液采气工具有效作用长度

针对目前对涡流工具适用条件和工具有效作用长度认识不清,现场应用与分析主要依据经验,进而影响使用效果等问题,运用Auto CAD和Fluent流体模拟软件,建立涡流工具气液两相流场模型,研究流体旋转强度的衰减规律,预测涡流工具有效作用长度,并分析井筒气液状况和工具结构参数对有效作用长度的影响。研究结果表明:流体旋转强度的衰减规律符合对数递减,以对数递减公式预测的涡流工具有效作用长度介于10~100 m;流体入口速度和井筒气液比是影响工具有效作用长度的主要因素,入口速度和气液比增大,有效作用长度增大;槽宽为60 mm时,工具有效作用长度较大,排液效果较好;减小槽深和工具与油管之间的间隙,流体速度增大,有效作用长度增大。研究结果可为现场涡流工具结构参数优选和排液效果的提高提供理论依据。     

机械制造业产品全生命管理周期PLM应用研究

在21世纪全球工业信息一体化深入发展的大趋势下,介绍了PLM系统的概念和技术定位,直观地表现出实施PLM系统的效益优势,提出了PLM系统的适用性。根据机械制造行业的实际情况与需求,提出了PLM系统规划方案,并给出了机械制造业实施系统信息集成的一种方法,以适应企业自身情况与信息化需求。     

气井涡流工具作用效果分析与临界携液流量实验研究

针对目前涡流工具排水采气工艺设计理论缺乏、现场应用主要凭经验等问题,基于相似理论,建立了气井生产模拟实验装置,实验研究了涡流工具的作用机理,评价了其应用效果,分析了气井井筒中加装涡流工具后对井筒内流体的流型、气体携液量、井筒内压降以及临界携液流量的影响。实验表明,气井井筒加装涡流工具后能够有效提高气井的携液能力,相同气量下平均提高携液量23%,平均降低井筒内流体压降18%,降低临界携液流量20%;通过涡流工具携液机理分析,并与实验结果进行对比验证,提出能够有效应用于涡流工具生产过程的临界携液流量计算公式,为涡流工具有效解决气井积液提供技术支持。     

定向气井临界携液流量预测新模型

针对定向井气体携液机理不清、临界携液流量预测误差较大等问题,基于定向井筒中液膜的受力状况,考虑气芯与液膜之间的剪切力、液膜与管壁之间的剪切力、流体重力和液膜前后的压差等作用,建立了定向气井临界携液流量预测模型,并推导了该预测模型相对于Turner模型的修正系数。敏感性分析结果表明,修正系数主要与油管内径和井斜角有关,受管壁摩擦系数的影响较小;同时还给出了修正系数速查表,以便于实际中使用。现场实例计算分析结果表明:1所建立的预测模型计算误差小于5%,与定向气井临界携液流量常用计算模型相比,计算精度提高10.03%~48.72%;2计算结果与现场生产实际更加吻合,可准确地预测定向气井的临界携液流量。该研究成果对定向气井合理配产、携液动态预测具有指导意义和实用价值。     

基于性能可调阶梯型变幅杆的超声波振子调谐研究

为减小超声波振子外接负载时其谐振频率漂移的幅度,使用机电等效电路法和COMSOL Multiphysics 5.3有限元仿真软件设计制造了一种基于性能可调阶梯型变幅杆的超声波振子。对该超声波振子的谐振频率进行有限元仿真和现场测试。以超声清洗机为例,搭建与其原理相似的试验装置,以不同液面高度的水作为变幅杆的外接负载,探究在不同外接负载情况下,调节连接在变幅杆处压电晶堆的调谐电感对解决超声波振子谐振频率漂移问题的有效性。试验结果表明：随着水杯中液面高度的增加,超声波振子的谐振频率整体呈上升趋势;通过在变幅杆的压电晶堆处外接调谐电感,超声波振子的谐振频率会得到一定的补偿,可重新回归到原始设定的谐振频率值附近。研究表明在使用超声波振子进行超声辅助加工时,该超声波振子对减小外接负载引起的谐振频率漂移幅度具有一定作用。研究结果可为超声波振子的调谐提供新思路和新方法。     

超声激励磨料流运动特性模拟及试验分析

为研究超声激励磨料流加工过程中磨粒运动特性及对材料去除的影响,基于计算流体力学(CFD),利用FLUENT软件模拟磨粒在超声振动作用下的速度响应和运动趋势,并进行超声谐振磨粒冲击实验,对试样微观形貌进行分析验证,结果一致性良好.结论如下:超声激励下,工具头振动区域磨粒磨削作用最强,中心区域的磨粒可近似为垂直冲击,微坑尺...