本期导读

我校“提高采收率实验室”成立于1984年,隶属于“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,是中国海洋石油总公司（CNOOC）提高采收率重点实验室的组成部分之一。化学驱提高采收率技术是“油气田开发工程” 国家级重点学科和“应用化学” 省级重点学科的一个研究方向,研究重点在基础理论、应用基础理论、油田应用技术研究及驱油用化学剂的研制、生产与现场服务。科学研究专题报道“发挥学科优势,构建研究平台,凝聚团队力量,推动技术进步”从“研究团队、研究条件、研究方向及特色、承担的科研任务、典型成果——化学驱提高石油采收率专用聚合物及其应用研究” 等方面向读者系统地介绍了我校提高采收率学科的研究现状。由中国海洋石油总公司总经理周守为博士撰写的《海上稠油高效开发新模式研究及应用》,从提高开发效益的角度出发,提出了海上稠油油藏加速开采的新模式。新的开采模式,有可能将海上稠油油藏的采收率提高10%甚至更高,从而显著地提高油气资源的利用率,对于石油资源相对紧缺的我国具有十分重要的意义。《各向异性低渗储层渗流特征分析》由中国科学院史成恩博士等人完成,论文综合考虑了各向异性低渗透地层中启动压力梯度和应力敏感系数对不稳定渗流特征的影响,提出了该类地层中考虑启动压力梯度和应力敏感系数影响下的低速非达西流时的近似解,对确定激动区半径移动规律,单井控制面积、油井产能变化、地层压力分布等有一定指导意义。博士生导师、叶仲斌教授等为本期撰写的《疏水缔合聚合物的流度控制能力研究》,研究了具有缔合能力的疏水缔合聚合物和无缔合能力的线性高分子流度控制能力,通过降低分子量的要求,适当增加疏水单体含量即提高疏水缔合聚合物溶液的缔合力,达到改善其在高渗透多孔介质中流度控制能力的目的。《基于相对振动能量的转轴运行状态诊断》是由中国石油大学万波博士等完成的,定性分析了输油泵机组转轴的运行状态与两端相对振动能量的关系曲线近似服从浴盆曲线,利用了多测点、多通道轴心轨迹振动信号合成三维轴心轨迹,提取了轴两端测点的轴心轨迹相对跳动量和可以反应转轴两端相对跳动量的指标,验证了转轴两端相对振动能量法对转子系统运行状态分析、诊断的可行性。由李爱辉和郭拥军博士撰写的系列文章《分子间高缔合比例疏水缔合聚合物研究(Ⅲ) 》对ANPE-HAWP的增粘、耐温、抗盐和抗剪切性能进行了研究和评价。多尺度科学已经取得了重要进展,是许多学科研究的热点和前沿。博士生导师康毅力教授撰写的《多尺度科学及其在油气田开发中的应用研究》,提出了油气藏是一个复杂的多尺度系统,油气产出是一个跨时间和空间尺度的复杂过程,是在微观孔喉、微裂缝至宏观裂缝、水力裂缝等渗流通道中的一系列串联耦合过程的观点。并以致密砂岩气藏为例,探讨了非常规天然气开发中的多尺度现象及其对气藏开发的影响及对策。感谢广大作者与读者对本刊的厚爱与支持！     

集成轴心轨迹信息熵及盒维数的转子故障程度判别与故障预示

以转子故障的定量诊断为切入点,针对转子故障程度判别灵敏度不足问题,借助轴心轨迹蕴含的丰富信息,在同时考虑转子轴心轨迹形状不规则程度和混乱程度两方面信息基础上,基于轴心轨迹信息熵和盒维数,提出并构建了一种新的直观评价转子运行状态指标及转子故障程度判别及故障状态预示方法。该方法首先网格化轴心轨迹,然后应用信息熵计算轴心轨迹在网格中的分布情况,量化轴心轨迹混乱程度;同时应用盒维数方法量化故障状态与正常状态轴心轨迹形状的不规则程度,最后集成两方面信息,综合评价转子运行工作状态与判别转子故障程度。实验结果表明:由于利用了轴心轨迹的边界信息,该方法可以识别转子正常模式与故障模式;综合考虑两个指标得出正常状态评估指数最低、碰摩故障指数最高,符合转子实际运行状态,验证了该评估方法的有效性。此外,通过与轴心轨迹象限面积熵法和盒维数法的对比,提出的有量纲指标相比无量纲指标拥有更优的状态描述能力,也符合转子故障的发展趋势,为旋转机械的实时状态评估和故障预测提供了一种新的途径。     

拉伸弯曲矫直机机组动态仿真分析

建立拉伸弯曲矫直机机组及其钢结构平台的有限元分析模型,并利用有限无分析软件对其进行动态仿真分析.结果表明,在载荷工况下将不同频率的谐响应仿真曲线进行叠加,得到机组振动的仿真结果;提取其对应实际测点位置的振动烈度值(Vrm52),将已仿真计算得到的机组在混凝土基础上时测点的振动烈度值(Vrm51)进行比较,得到各测点振动烈度的对应比值Ai;根据比值Ai与实测机组在混凝土基础上的振动烈度值(Vrm50)来预估机组在钢结构平台的振动情况,发现其振动烈度值满足现场要求.     

一种新矩在水电机组轴心轨迹识别中的应用

结合不变矩和神经网络提出一种水电机组轴心轨迹自动识别方案，证明了离散点状态下曲线不变矩具有平移不变性和旋转不变性，但不满足比例因子缩放不变性;构造一组同时满足平移不变性、旋转不变性和比例因子缩放不变性的新曲线不变矩;通过引入动量项的BP神经网络对轴心轨迹自动识别。并给出了仿真和实际水电机组轴心轨迹识别诊断结果;对初步定性诊断结果进行定量分析，计算轴心轨迹形状特征参数，为故障定位分析提供参考．     

双吸离心泵多工况振动特性试验

为研究某双吸离心泵在不同工况下的振动特性,采用LMS Test.Lab测试系统对该离心泵机组进行不同工况下的壳振测试和轴振测试.共测试了该泵在5个流量工况点和5个转速下的壳振、轴振和轴心轨迹,并通过数据处理得到其壳振、轴振随流量和转速变化的频谱图.试验结果表明:壳振振动烈度随流量的增大呈现出波动,而随转速的增大整体上呈上升趋势,不同测点、不同方向的壳振大小和变化趋势不同;轴振位移峰值随流量和转速的增大而增大,但并非是线性增大;不同测点、不同方向的壳振频谱图呈现差异,显示存在较多的流致振动;轴振随流量、转速变化的趋势在相互垂直的2个方向上表现相近;流量、转速的变化对轴心轨迹有比较明显的影响.     

基于二维近似熵度量轴心轨迹复杂性的研究

提出了二维近似熵的概念,并用于表征轴心轨迹的复杂性,定量地评价了回转机械的运行状态．该方法具有计算所需数据短、抗噪及抗野点能力强、对确定性信号和随机信号都适用等特点．应用二维近似熵,对某机组关键轴瓦的轴心轨迹进行了复杂性度量,研究结果表明,二维近似熵在表征轴心轨迹的时间模式复杂性方面具有很强的能力,从而为机械设备状态监测与故障诊断提供了一种行之有效的新方法．     

基于小波包变换的船舶轴系轴心轨迹特征提取

为实现通过轴心轨迹识别船舶轴系的工作状态,在船舶轴系轴心轨迹测试实验台上测试各轴承处水平和垂直的位移信号,应用小波包变换对各轴承处的轴心轨迹进行特征提取及分析.结果表明:实测船舶轴系轴心轨迹混乱,无法用于船舶轴系工作状态的识别;利用小波包变换提取的轴心轨迹呈清晰的香蕉形、椭圆形及外“8”字形,其中香蕉形和外“8”字形轴心轨迹刻画了转子不对中工作状态,椭圆形轴心轨迹刻画了转子不平衡工作状态.因此,小波包变换可用于船舶轴系轴心轨迹的提取,实现船舶轴系工作状态的识别.     

基于虚拟仪器的机械转子轴心轨迹分析

转子轴心轨迹是判断机械转子运行状态和故障征兆的重要依据,文中研究了几种机械转子典型故障及其对应的频率和轴心轨迹特征,运用LabVIEW软件平台,开发出智能控件化虚拟式轴心轨迹测试分析系统,调用由VC 编写的动态链接库(DLL)函数实现对机械转子振动信号的采集.试验表明,转子轴心轨迹测试分析系统可实时显示轴心轨迹、轴心位置和两路相互垂直振动信号的波形和频谱,以此可以判断一些常见的旋转机械故障,计算出用来消除转子不平衡的平衡质量块的大小及坐标点位置.     

一种基于DSP的风电机组齿轮箱故障在线自动识别方法

目前风电机组故障诊断主要是现场对机组数据进行采集,再通过人机交互的方式对数据进行离线处理和分析,评估机组的状态.由于机组数量多,传动系统结构复杂,测点多,数据分析任务重,状态报告往往滞后,容易故障漏报.本文提出了一种基于DSP的风电机组齿轮箱故障在线自动识别的方法,根据齿轮箱振动特性原理,采用阶比分析与幅值调制算法,求取相应的幅值调制比率,对幅值调制比率进行分析,判别故障状态.以数字信号处理器TMS320C6748为实现平台,针对齿轮箱不同工况下采集的定速与变速振动加速度信号的自动处理,验证故障在线自动识别的准确性和可靠性,人机交互界面可以直观显示齿轮箱运行状态.齿轮箱状态在线识别对于降低风电机组运维费用、提高效率具有重要的意义.     

智能控件化虚拟式轴心轨迹分析系统

转子轴心轨迹和轴心位置的变化是判断转子运行状态和故障征兆的重要依据.根据秦氏模型的原理,研究了智能控件化虚拟仪器的原理和形成过程,将智能控件化虚拟仪器这一全新的仪器概念引入到轴心轨迹分析系统中,在VMIDS系统上开发出智能控件化虚拟式轴心轨迹分析仪,可实时显示轴心轨迹和轴心位置,还可以显示两路相互垂直振动信号的波形和频谱.利用快速傅立叶变换(FFT)实现了轴心轨迹的分量分解和分量合成,能清楚地得到转子轴心轨迹的组成成分,判断一些常见的旋转机械故障.     

基于象限面积向量的轴心轨迹特征参数定量提取

以判断转子轴心轨迹在不同状态下,各周期的重合度和在各象限内的分布均匀性为出发点,提出了基于无量纲、象限面积向量的轴心轨迹重合度和分布均匀性的定量计算方法,并加以分析和改进。分析了在不同象限划分下,不同计算方法得到的信息熵和重合度,以及重合度标准差与状态级别之间的关系曲线。最后,结合实验,分析了上述特征提取方法的正确性,以及划分块数和重合度计算方法在状态划分中的重要作用。     

旋转机械轴心轨迹故障诊断

应用轴心轨迹图的直观性特点，对旋转机械进行状态监测和故障诊断。从轴心轨迹图上判断出振动的前期征兆，对防止故障的恶化和排除故障具有指导作用。因此利用轴心轨迹图来判断旋转机械是否处于正常状态是可行的。     

轮盘搭接干摩擦接触结构转子减振特性研究

轮盘搭接干摩擦接触结构转子广泛应用于航空发动机、燃气轮机等机械中，搭接结构在旋转时系统的振动响应发生变化，会影响设备的正常运转，因此有必要对搭接摩擦结构转子的振动特性进行研究。考虑到搭接结构的接触面的干摩擦特性，采用带有迟滞特性的宏观滑移模型模拟搭接结构的接触面摩擦，将转子工作时搭接结构接触面的非线性摩擦力转化为等效刚度和等效阻尼的影响。搭建搭接转子试验台，并与非搭接结构转子和螺栓连接结构转子进行对比，试验结果表明：当轮盘搭接结构转子旋转时，搭接接触面出现相对滑移，通过摩擦耗散振动能量，从而达到减振效果；螺栓连接结构和搭接结构均可降低转子振动加速度的最大值，且轮盘搭接结构转子的减振效果优于螺栓连接结构转子；增加搭接间隙会导致振动位移增大。     

三维轴心轨迹动态显示的实现方法

轴心轨迹是时域中对转子径向振动进行监测和诊断的基本方法,三维轴心轨迹的动态显示能准确反映转子的振动情况,本文就其显示实现过程作一描述。     

基于功率曲线法的游梁式抽油机曲柄平衡调整模型

近些年,游梁式抽油机电机功率测试越来越普及,如何利用功率曲线数据信息指导抽油机节能运行变得更加重要。以抽油机平衡准则为基础,开展了利用功率曲线数据进行曲柄平衡抽油机调平衡方法的研究。研究中,结合生产现场实际情况,利用电动机功率与传到曲柄轴上的扭矩的关系,建立了曲柄平衡块位置改变量与电机输出功率改变量的关系,依据不同的抽油机平衡准则,分别建立了峰值功率法曲柄平衡块调整量计算模型和均方根功率法曲柄平衡块调整量计算模型。计算表明,与平均功率法和峰值功率法相比,均方根功率法能耗最小,有利于进一步挖掘抽油机节能潜力。     

简易振动测量仪在风机运行状况监测中的应用

风机是氧化铝生产车间的重要设备,风机的振动是影响其正常运行的主要因素。振动是由多种原因造成的,大量的记录和观测发现,风机最主要的振源来自转子的不平衡状态,这一振源往往导致风机停车、轴瓦烧毁等故障,故监测这一振源对风机的良好运行十分必要。文章介绍了山西铝厂氧化铝车间利用振动测量仪监测该车间风机运行状况的经验与体会。     

基于有限差分法的汽轮机转子低周疲劳计算

根据火电机组运行的实际数据,介绍了有限差分法计算汽轮机转子低周疲劳损耗的原理.结合模拟机组冷态启动和停机过程,采用该方法计算了转子上两个特征点的温度变化曲线和应力变化曲线,再根据Miner线性累积法则得到了转子的低周疲劳寿命损耗.通过计算发现,该方法具有计算精度高、计算速度快和实时性强等优点,能够很好地满足工程实际问题的需要.     

纺织机械变质量转子在不同支承下非线性自由振动研究

本文研究了具有定常转速的纺织机械变质量转子在不同支承下的非线性自由振动问题。该转子由一根无质量转轴和一个变质量圆盘组成。分别用多尺度方法和 Runge-Kutta 方法求出了转子自由振动的解析解和数值解。对支承有阻尼和无阻尼两种情况作了比较。研究结果表明:1.增质量转子的无阻尼自由振动的振幅随时间的增加而增大;2.减质量转子的无阻尼自由振动的振幅随时间的增加而减小;3.无阻尼增质量转子的静平衡点是不稳定的;4.滑动轴承对变质量转子的自由振动振幅有明显的抑制作用,其阻尼有助于转子的稳定。     

基于振动传递函数的排气系统悬挂点位置优化

提出一种基于振动传递函数法的排气系统悬挂点位置优化方法.以某混合动力轿车悬挂点位置布置为例,通过有限元法建立从发动机激励到排气系统的振动传递函数数值模型,得到排气系统各点在振动频带内的总相对位移响应,由总相对位移响应最小确定悬挂点位置的优化方案.研究表明,此方法中发动机激励、动力总成与排气系统的模态参与因子和模态振型共同确定悬挂点位置.比较优化方案与初始方案的实车验证数据可得,优化方案中排气系统和座椅导轨的振动加速度降幅超过17%,证明基于振动传递函数的排气悬挂点位置布置方法能用于悬挂点位置设计中.