低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟

介绍和分析了钻井液主流阻断式调制射流产生低压脉冲的机理和可行性。初步设计出全尺寸低压脉冲调制器，利用MATLAB环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学运动的计算机仿真模型。对调制器的液压控制过程及阀系运动进行了初步模拟，显示出调制器主阀和控制阀协调振动工作的可行性。仿真计算结果表明，调制器振动的频率、主阀启闭时间以及在下止点关闭主流的时间等重要工作性能指标基本符合射流低压脉冲的要求，这说明调制器的结构参数基本合理。调制器的实际工作性能、指标以及模型仿真的可靠性还有待于实验验证。     

自振阀式低压脉冲射流调制器振动特性仿真研究

基于脉动低压波克服井底压差提高钻速的机理，并根据自振阀式低压脉冲射流调制器的工作原理，利用Matlab环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学的计算机仿真模型，对调制器的阀系运动进行了运动仿真。结果显示，调制器上阀和下阀协调振动具有可行性，调制器振动频率随钻头压降的增大线性增加，随钻井液流量、下阀质量、上阀行程的增加而减小。     

自振阀式低压脉冲射流调制器振动特性仿真研究

基于脉动低压波克服井底压差提高钻速的机理,并根据自振阀式低压脉冲射流调制器的工作原理,利用Matlab环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学的计算机仿真模型,对调制器的阀系运动进行了运动仿真.结果显示,调制器上阀和下阀协调振动具有可行性,调制器振动频率随钻头压降的增大线性增加,随钻井液流量、下阀质量、上阀行程的增加而减小.     

井下液压脉冲发生器工作特性仿真

井下液压脉冲发生器是一种可调制脉冲射流的井下提速工具,该装置的工作原理是利用井底钻柱振动能量,采用活塞激励的方式调制脉冲射流,基于该装置工作原理,利用Matlab环境下的Simulink系统建立装置工作状态下的仿真模型,对装置的工作特性进行仿真分析。结果表明:装置调制脉冲射流的压力变化值与装置内柱塞运动规律密切相关,装置产生的脉冲压力幅值随钻头压降的增大而增大,但增长幅度逐渐变缓,随钻井液流量的增加呈线性减小趋势,随钻压的增大而增大,随转速的升高而增大,合理选取钻进参数有助于装置工作性能的进一步提升。     

流量放大阀主阀心复位运动的数值解析

为深入理解和控制装载机转向液压系统中的油击振动现象,针对系统中流量放大阀主阀心的复位运动过程进行研究,应用流场仿真和多项式拟合方法获得主阀心复位运动中的动态液阻力和稳态液动力表达式,建立高精度的主阀心复位过程数学模型,利用MATLAB/Simulink软件对其进行数值计算,分析各种因素对主阀心复位过程的影响.计算结果表明,主阀心复位起始段速度很快,完成88.5%的复位行程仅用约1/4的复位时间,随后慢速接近零位;先导阀口面积是影响复位快慢的最主要因素,且复位时间对先导阀口面积的配置反应非常敏感,需结合复位弹簧刚度进行合理配置.     

液流旋启式止回阀阀内流场数值模拟

为了研究液流旋启式止回阀在工程实际中的动态特性以及产生的振动、噪声及阀瓣运动特性,采用了计算流体力学方法建立阀瓣运动模型和三维几何模型,对其在开启、稳定、关闭阶段的阀瓣运动特性与流场变化情况进行仿真计算,通过可视化研究,获得阀内流场的速度矢量图、压力云图以及阀瓣的运动曲线。数值模拟结果表明:由于液流旋启式止回阀自身结构问题,阀瓣旋起造成径向上受力不平衡,开启时流速较大区域位于阀瓣四周缝隙处,最大流速随着进口压力的线性递增不断增加并以射流的形式往出口喷出,伴有振动和噪声;稳定工作时,阀瓣旋启,阀门处于完全开启状态,流道畅通,最大压力分布区域位于止回阀底部;关闭时进口端压力减小,阀瓣自重导致阀门关闭,阀门出口处产生涡流,造成涡动与水击。模拟研究结果可为液流旋启式止回阀的结构参数设计和优化提供参考。     

高速拉床液压系统拉削振动特性分析

由于拉削振动力对拉床液压系统的平稳性和拉削加工的质量影响较大,根据正交切削力模型及微元法,文章建立了拉刀单齿的拉削力模型,并根据拉刀实际拉削的最大齿数变化规律,建立了拉削振动力模型和基于拉削振动力的拉床液压系统模型,利用AMESim软件仿真分析了拉削振动力作用下拉床液压系统的平稳性,对不同齿距、不同拉削速度以及不同脉冲比下,拉削振动力对拉床液压系统稳定性的影响进行了分析。设计子拉床液压系统拉削振动特性的测试试验方案,通过试验验证了仿真分析结果的准确性。     

液压打桩锤主控阀换向性能的动态特性分析

为满足液压打桩锤高频工作下对换向快速性的要求,设计采用主控阀控制的快速换向柔性冲击系统。该阀通过4个控制口压力的变化控制阀芯的运动,通过内部反馈油孔实现对换向状态的记忆。根据主控阀换向工作基本原理,建立主控阀换向过程的动态数学模型,采用Stateflow处理换向过程的状态转换结合Simulink建立换向过程的仿真模型。结合实验的相关参数对主控阀换向过程进行仿真分析,仿真得到的换向所需时间和实验结果基本一致。利用仿真模型,分析内腔直径,内部反馈孔直径和长度以及弹簧刚度4个主要因素对主控阀换向性能的影响。研究结果表明:主控阀内腔直径对主控阀换向快速性的影响最大,内部反馈油孔直径和长度次之,弹簧刚度影响最小。     

直动式海水液压溢流阀的设计与仿真

针对海水液压介质的特点,对直动式海水液压溢流阀的关键技术问题进行了分析,设计了一种直动式水压溢流阀.该阀的额定压力为14 MPa,额定流量为25 L/min.通过采用平板式阀口、增设阻尼器、阻尼杆与阀芯接触处设置球面结构,在阀芯柱面上开直槽以及合适的选材等方面提出了解决气蚀、振动和调压精度等问题的措施,建立了该阀的数学模型,在仿真分析的基础上,得到阀的主要结构参数即介质、运动质量、阻尼以及管路容积对阀动态响应特性的影响.仿真结果表明该阀具有较好的动静态性能.     

实现高频液压脉冲的一种新方法

本文提出了用流量电液伺服阀实现液压脉冲试验的新方法,并从理论和实践方面说明其可行性。新方法具有脉冲频率高、脉冲波形变换易、试验时噪音低等突出优点,它为减少脉冲耐压寿命试验的时间和耗资提供了一种新途径。     

钻井液泥饼形成及评价研究综述

钻井过程中钻井液滤失形成地层浅处的内泥饼和井壁表面的外泥饼。形成高质量泥饼可以保证顺利钻进,但也对后期固井和生产造成影响。介绍了泥饼的形成过程和结构特征,调研了泥饼形成的数值模拟研究和实验研究,总结了泥饼评价的常规方法和参数计算经验公式。内泥饼和外泥饼的形成是同时进行、相互影响的过程;目前的研究多局限于外泥饼的形成和评价,且评价结果因技术人员经验和主观认识而有较大差异;研究中通常忽略内泥饼的形成及其对外泥饼的影响。未来研究需要综合考虑影响泥饼形成的地层因素和钻井液因素;基于"数字岩心"技术,研究泥饼的颗粒、孔隙与喉道特征;建立泥饼形成的数值模型,研究各因素对泥饼形成的影响规律。从微观结构揭示泥饼形成机理,并建立泥饼评价方法,对钻井液滤失造壁性能评价和体系优选、评价泥饼对固井质量的影响等工作有重要的意义。     

高分子材料-钢摩擦副湿磨粒磨损机理的试验研究

采用销盘式试验机对聚四氟乙烯和丁腈橡胶的磨损特性进行了研究。试件浸入水或钻井泥浆中,在不同的正压力和转速下进行试验。在试验中,还采用了固相含量分别为0.02％和0.13％(重量百分比)的两种泥浆。磨损表面用扫描电镜和X射线能谱仪进行了观察。试验结果表明,泥浆的固相含量对高分子材料的湿磨粒磨损起着重要作用,丁腈橡胶在泥浆中的抗磨性比聚四氟乙烯好得多。     

7NB直轴柱塞式泥浆泵运动学分析

介绍了一种钻井用新型泥浆泵—7NB泥浆泵的结构特点、工作机理和研究情况等。采用机械设计自动化软件(Pro/E)建立了7NB泥浆泵三维实体模型和运动学模型,实现了对7NB泥浆泵主要运动部件的运动学分析计算。通过简化结构,建立了7NB泥浆泵的运动方程和解析计算模型,进行了对比分析计算。通过计算找到了7NB泥浆泵的运动规律、运动特点,为进一步改进7NB泥浆泵的结构和工作性能提供了理论依据。     

直井洗井分析模型的建立

将微分理论应用于钻井环空水力学，推导井建立了求解岩屑运移问题的差分方程及其算法，分析了钻井参数、泥浆性能及岩屑特性等因素对洗井的影响规律，建立起深直井洗井计算机分析模型，并给出必要的钻井参数，该模型能用于确定岩屑浓度在环空中的分布、计算洗井时间、探索钻井参数对洗井的影响规律及影响程度，用现场数据和模拟实验验证了模拟结果的正确性。     

大口径水文水井钻探中泥浆固相的机械控制

介绍了钻探施工中泥浆的一种净化装置——振动筛的工作原理及其参数的确定,并通过现场实验对振动筛的除砂效果和能力进行了评价,分析了其作为钻探现场施工中泥浆的一种净化装置的可行性和适宜性,并阐述了其经济效益和社会效益。     

PZJ型多功能冲洗液的室内研究

在钻井施工中,钻井液形成的泥饼直接影响后期的固井质量,如何有效地冲刷泥饼,提高界面的胶结能力,对提高固井质量至关重要。在前期对复配型表面活性剂的冲洗效果及其作用机理研究的基础上,经室内实验,确定了PZJ多功能冲洗液配方。实验结果表明:该冲洗液具有良好的流变性和耐温性,接近于牛顿型流体;对低固相泥浆、油基泥浆的冲洗效率均达到了88%以上,同时使界面胶结强度提高50%以上。通过扫描电镜,对胶结强度提高原因进行了微观分析。     

东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究

针对东海区块在钻井作业中钻井液对储层造成严重伤害的问题,开展了东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究,研究中采用了电阻测试法和体积法两种方法,通过测量钻井液侵入过程中岩样电阻和钻井液滤液最大侵入量,并根据电阻、侵入量与时间的关系拟合出侵入深度和时间的关系从而计算钻井液侵入深度。获得了花港组下段致密砂岩基块岩样钻井液侵入深度,电阻测试法计算的钻井液侵入深度主要分布在34~49 cm,体积法计算结果为30~56 cm,钻井液侵入储层后伤害程度为78.2%~97.9%,伤害程度均为强。实验研究为东海区块在钻井和完井作业中控制滤失,减小损害程度提供了依据。     

井眼水动力学条件对地层的损害机理分析

本文使用DSE动态污染试验装置,对影响地层损害的几个井眼水动力学参数,如压力差、滤失时间、泥浆温度、环空泥浆上返速度和钻具转速等进行了实验分析,并进行了动态和静态污染对比试验,其试验结果对于损害机理分析、动态污染室内评定标准的制定以及生产实践都具有重要意义。     

SMP(AM/MAA) 共聚物的合成与性能研究

以丙烯酰胺、甲基丙烯酸及甲醛为原料合成了磺甲基化（丙烯酰胺／甲基丙烯酸）共聚物［简称ＳＭＰ（ＡＭ／ＭＡＡ）］,测定了聚丙烯酰胺／甲基丙烯酸［简称Ｐ（ＡＭ／ＭＡＡ）］的转化率与时间的关系．用红外光谱对ＳＭＰ（ＡＭ／ＭＡＡ）及Ｐ（ＡＭ／ＭＡＡ）作了结构表征,测定了不同磺化度的ＳＭＰ（ＡＭ／ＭＡＡ）水溶液的粘度,研究了ＳＭＰ（ＡＭ／ＭＡＡ）的泥浆性能．试验表明：ＳＭＰ（ＡＭ／ＭＡＡ）具有较好的提粘降失水性能和抗钙侵性能．