柴油机缸内机油消耗量的仿真计算及影响因素分析

为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活塞环闭口间隙及各道活塞环切向弹力对机油消耗的4种模式的影响规律.结果表明,缸壁蒸发量主要由发动机运行工况决定;第2道环闭口间隙的增大会降低顶环开口窜油量和增大漏气量;活塞环弹力的增加会减小剩余油膜厚度,进而降低顶环甩油及活塞顶刮油量,但同时会增大活塞环与缸套之间的摩擦损失.最后进行了柴油机台架机油消耗量实验,一定程度上验证了仿真计算结果的正确性.     

气顶油藏屏障注水数值模拟

探讨气顶油藏屏障注水提高油藏开发效果的机理,并优化屏障注水参数。以国外某气顶油藏的储层特征为基础,通过油藏数值模拟方法,对气顶油藏屏障注水运移规律及作用机理进行分析。结果表明,屏障形成前,屏障水以径向流的运移规律向气顶和油环流动,分别补充油区与气区地层能量,延长开发年限,有效抑制气顶膨胀能,减缓油气界面运移速度,降低油井生产油气比,提高油井开发效果。当屏障形成后,屏障切断油区与气区的通道,将气顶油环分为一个大气顶小油环与小气顶大油环,实现气顶油环单独开采,有效防止油气互窜。结合该油藏的开发政策,优化气顶油环屏障注水参数及开发方式,分别从油侵损失量和气顶油环采出程度两个方面综合考虑,最优屏障井位置随着注采比的增加逐渐往气顶方向移动,并最终稳定在一定位置。     

基于试验拟合的泡沫油油藏模拟模型评价及渗流机制研究

建立能够反映泡沫油渗流机制的4组分(水、原油、溶解气和自由气)和5组分(水、原油、溶解气、分散气和自由气)模型,并以黑油模型为参照,通过拟合压力衰竭试验数据的方法,系统评价这3种模型的适用性,分析反应因子(代表气泡聚集和增长的速度)F1、原油黏度μo、压力控制时间t P等参数对泡沫油流的影响。结果表明:5组分泡沫油模型更适用于泡沫油油藏的模拟;F1、μo和t P对泡沫油模型影响较大;随着F1的增大,4组分泡沫油模型累积产油量减少,累积产气量增加,而5组分泡沫油模型累积产油、气量均增加;随着μo增大,3种模型累积产油、气量均减少;加快压力衰竭速度使临界含气饱和度变大,气相流动能力降低,泡沫油溶解气驱开发效果变好。     

凝析气顶油藏气窜量计算方法

气顶油藏在开发过程中经常遇到气窜问题,研究气窜对改善油气田开发效果具有重要意义.凝析气顶油藏气窜特征与常规气顶气窜不同,凝析气顶气窜不仅表现为气油比和累产气量升高,其采出油组成和密度等特征都发生了较大变化,因此在气窜量分析和计算时要采用不同的方法.在常规气顶气窜量计算法的基础上,推导了适用于凝析气顶气窜量的气油比动态计算方法.通过实例进行了凝析气顶气窜量的计算.并与密度动态法比较,验证了该法的可靠性.     

自润滑活塞环的热胀失效研究

针对无油润滑压缩机运行过程中自润滑活塞环的热胀失效问题,进行了理论分析和试验研究.改装了现有压缩机气缸,制作了组合式活塞,测量出压缩机实际运行时活塞环间的动态压力分布.根据活塞环前后压差载荷变化判断活塞环失效性,应用有限元方法对活塞环热胀失效过程进行了模拟分析和专项试验.通过观察活塞环的热胀过程,对热胀失效过程进行了验证.试验研究结果表明,活塞环因热胀而失效分为2种情况:开口间隙闭合初始时刻会产生封闭容积,形成相对平衡的压力,从而影响密封效果;随着温度的升高,开口接触面错开,活塞环侧面与活塞环槽侧面之间无法取得良好的接触,从而泄漏增加,进而影响密封效果.因此,需采用较大的开口间隙,以防止活塞环过早热胀失效.     

CAT3512柴油发动机曲轴箱窜气的分析与研究

针对CAT3512柴油发动机曲轴箱严重窜气的故障,通过一系列的检测后,发现活塞、活塞环组与缸壁的间隙过大,在做功行程中高温高压混合气通过该间隙进入曲轴箱导致曲轴箱窜气,就此现象进行分析,结合检测数据,确定窜气的真正原因,并重点针对活塞环的损坏与发动机窜气现象进行研究。     

基于吸附势理论的页岩吸附甲烷模型及其应用

根据实测的页岩等温吸附数据,以吸附势理论为基础,对等温吸附数据进行处理分析得到ε-ω吸附特性曲线及其数学表达式,推导出页岩吸附甲烷模型,在此基础上建立了地质条件下温度和压力共同影响的页岩吸附气量计算模型,并利用实测等温吸附数据进行了模型验证及应用分析。研究结果表明:页岩吸附气的ε-ω吸附特性曲线是唯一的且与温度无关,特性曲线的形态呈对数形态;文中推导吸附模型的预测结果精度较高,可预测不同温度和不同压力下页岩吸附气量,得到页岩吸附等温线;建立的地质条件下温度和压力共同影响页岩吸附气量计算模型,可预测页岩吸附气量随深度变化的趋势图;温度和压力对页岩吸附气量影响作用相反,在地质条件下的温度与压力对页岩吸附气量影响存在竞争关系,其中当页岩埋深小于页岩最大吸附容量对应埋深时,压力起到主要影响作用,反之温度起到主要影响作用。     

欠平衡钻井地层出气量对环空压力影响分析

采用欠平衡钻井技术钻遇裂缝、溶洞或高气油比油气藏时,地层气体会在重力置换作用和压差作用下进入井筒,对环空压力剖面产生影响。出气量不同对环空压力的影响不同。建立了环空气液两相流动模型并采用Mathcad编制程序求解模型、实例分析了出气量对流型、环空含气率、密度及环空压力的影响。分析结果表明:环空不同井段流态不同,随着出气量的增加,环空依次会出现搅动流和环雾流,对携岩不利;随着出气量的增大,环空含气率增大,密度减小,且出气量对含气率和密度的影响程度井口比井底大得多;井底压力随出气量基本呈线性规律变化。     

带油环凝析气藏地层压力预测方法

带油环凝析气藏气顶油环协同开发过程中,地层压力的不断降低导致气顶发生反凝析现象,油环中的溶解气不断逸出,同时还伴随着原生水蒸发、岩石流体膨胀、边底水侵入等变化。综合考虑以上影响因素,在烃类流体物料守恒原理的基础上,建立带油环凝析气藏地层压力预测方法。将该方法应用于某实际带油环凝析气藏中。计算结果表明:该方法得到的地层压力与关井实际测压数据吻合较好,具有一定的可靠性;在衰竭开采方式下,气顶采气速度和油环采油速度的增加都会加速地层压力的下降;在气顶孔隙体积大于油环的孔隙体积条件下,气顶采气速度的增加更容易加快地层压力的下降,从而气顶的采气速度不能太大以免地层能量过早枯竭。     

碳酸盐岩缝洞型油藏气驱机制微观可视化模型试验

针对缝洞型碳酸盐岩油藏开发中开口向上和开口向下两种缝洞类型,建立该类油藏气驱机制下的微观可视模型,采用模拟油和液化气,在常温低压下进行水驱、活性水驱、直接注气驱及气-水交替驱4组试验,研究不同注入流体及注入方式对驱替效率和含水率的影响。结果表明:水驱、活性水驱、气驱和气-水交替驱的驱替效率分别为81.12%、68.95%、74.88%和99.84%,缝洞型油藏的最佳注入方式为气-水交替注入;注气只能驱开向下的洞,注水只能驱替开口向上的洞,气-水交替驱可以同时解决这两种洞的驱油问题;活性水由于毛管压力低不利于驱油。     

内燃机缸筒-活塞环的润滑与密封分析

推导出内燃机的缸筒与活塞环之间润滑油膜厚度和活塞环气体密封的分析模型,给出了实用的数学公式．并且对具体的发动机进行了计算．     

发动机环组漏气分析

在对活塞－气缸－活塞环间隙内的气体流动及环的轴向运动进程理论分析与数值计算的基础上,分析了环与活塞结构参数,发动机运行参数诸因素对环组漏气量的影响,为验证模型和正确性,将实测漏气数据与计算结果进行了对比,两者具有很好的一致性。     

轴向柱塞泵排油腔减振槽的CFD解析

运用三维流体分析技术,对轴向柱塞泵排油腔的流场进行数值模拟和可视化研究,定性分析排油腔与减振槽在不同角度接触时的模型在一定转速下速度场及压力场之间的关系.仿真结果表明,不同的减槽结构,压力场与速度场变化趋势基本相同,但对轴向柱塞泵的降噪影响有很大差异;对配油盘三角槽的尺寸及小孔直径大小进一步优化,可以得到更好的轴向柱塞泵减振槽;双级小油沟结构可以降低三角槽结构在开启部分因过流面积太小而形成的负压和超压现象.     

空气压缩机气缸润滑方式改进

主要分析了5L-16／50型空气压缩机气缸因机械油润滑而使空气中含有油分，导致空分系统运行周期短的原因，提出了用填充聚四氟乙烯环来代替原金属活塞环的改进方案。     

基于油液分析的活塞环磨合过程摩擦磨损试验研究

为了改善柴油机活塞环-缸套摩擦副的磨合过程,缩短磨合时间,利用油液检测光谱分析技术,对活塞环-缸套摩擦副间的摩擦磨损过程进行研究,分析活塞环-缸套间的润滑与摩擦磨损规律,寻找改善活塞环-缸套润滑状态的途径.实验证明活塞环摩擦副的加工精度对油膜的形成有着重要影响,建立油膜的临界负荷与表面粗糙度等级成正比,并证明利用油液检测技术是进行摩擦副的摩擦磨损研究的有效途径.     

钻井泵活塞接触应力分析

活塞的密封性及摩擦磨损等性能都主要和活塞皮碗与缸套内壁间所形成的接触应力有关,因此,接触应力分布规律的研究具有重要的实际意义。利用有限元分析方法,得出了活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析了在改变活塞尺寸和工作压力的情况下,接触应力的分布问题。     

船用活塞环的离子软氮化及摩擦磨损特性

用离子软氮化工艺对船用活塞环进行了表面处理，测量了在不同条件下未经表面处理和表面经过离子软氮化处理的活塞环的磨损失重和摩擦系数，并对润滑油进行了光谱分析和铁谱分析．结果表明，在流体润滑和混合润滑状态，经离子软氮化处理的活塞环具有较高的耐磨性，且润滑性亦能得到改善，使缸套的磨损减小。     

环状活塞声源辐射声场指向性研究

利用瑞利积分,计算了环状活塞声源辐射声场的远场声压分布和指向性函数,分析了影响辐射声源指向性的几个因素.结果表明,当环状活塞的尺寸一定时,辐射频率增大,辐射声场指向性增强;辐射频率和环宽一定时,随活塞内径增大,辐射声场指向性增强;辐射频率和内径一定时,随活塞外径增大,辐射声场指向性仍增强;辐射频率和外径一定时,随活塞内径增大,辐射声场指向性增强.这表明辐射声场的指向性与环宽无必然因果关系.     

射流冲击冷却过程的数值研究

由于冲击射流流场较为复杂,为准确描述其流动和换热过程,需要选择合适的湍流模型和壁面函数.分别采用κ-ε模型(Standard,RNG和Realizable)、κ-ω模型(Standard和SST)和低雷诺数模型(AB,AKN,CHC,YS,LB,LS和YS)进行对比计算.对于壁面区域,考察了标准壁面函数、尺度化壁面函数、非平衡壁面函数和增强型壁面函数的影响.探讨了速度场和湍动能场的分布规律,获得了与实验一致的结果,为今后活塞底部喷油冷却的数值模拟提供基础.