精铸涡轮叶片浇冒口形状优化技术研究

基于大型铸造仿真软件ProCAST和UG软件平台,采用形状优化技术,通过对涡轮叶片原浇冒口工艺参数优化,实现了涡轮叶片浇冒口形状及工艺参数的自动化设计。结果表明:该技术有效提高了浇冒口工艺设计精度,缩短设计周期,提高了叶片质量,为实际生产提供了量化参考依据。     

基于Fluent/ISIGHT贯流式潜水泵流场与结构优化研究

针对目前潜水泵体积笨重的问题,利用Fluent软件,对贯流式潜水泵进行全流场仿真模拟. 基于CFturbo软件经验叶轮结构,对潜水泵流场特性进行定常仿真分析. 基于ISIGHT优化平台通过CFturbo和PumpLinx实现叶轮结构的参数化建模和仿真过程,针对扬程、效率和轻量化3个优化目标,借助多岛遗传算法进行叶轮结构优化. 优化后结果表明,在额定流量工况下,扬程提升5.1%,水力效率提升2.1%,叶轮直径减小1.9%,不同流量工况下的潜水泵性能总体优于优化前的性能. 根据现场测量的实验数据,在额定流量工况下,扬程误差为0.31%,证明优化结果可靠,效果良好.     

现代井下钻井工具及旋转导向闭环钻井系统

大位移井和复杂井眼轨迹的控制须实现连续旋转井下闭环导向钻井 ,这一需求推动了井眼轨迹控制手段的提高 ,为此 ,探讨了适用于旋转导向闭环钻井的井下工具的发展概况 ,提出了比较可行的井下钻井工具发展和研究方向。研究结果表明 ,应重视旋转导向闭环钻井技术的发展 ,静态式可调偏量机构是井下闭环控制的主要方式 ,应采用直接侧向力法控制钻头轨迹。     

基于Fluent的搅拌流场模拟研究

使用Fluent对某钢厂KR脱硫搅拌工艺过程进行数值模拟,研究桨叶长度、搅拌头插入深度及转速对搅拌效果的影响。结果表明,尺寸为2B=1 300mm的长浆叶搅拌头搅拌效果较好,搅拌头插入深度为液面下800mm左右较为适宜,搅拌头转速以80～120r/min为宜。     

导向钻井信息三维可视化系统的实现

研究了虚拟现实系统中三维对象虚拟现实建模、立体显示及人机交互等实现技术,并将其运用于导向钻井信息三维可视化系统的实现中,解决了导向钻井中地层、井眼轨迹、靶点以及设计轨道等钻井对象的三维可视化问题.系统为钻井人员提供了一个钻井信息高度可视化的工作环境,能够有效地提高钻井人员对地层构造及储层特性的判断力、钻头在储层内轨迹的控制等,从而提高钻井成功率.详细描述了钻井对象的虚拟现实建模方法及其三维可视化实现,并给出了一个三维对象可视化的示例.     

基于Fluent的离心泵二维流场数值模拟

使用Fluent软件,结合MRF法模拟了离心泵内流体的二维流动情况,采用标准的湍流模型,得出了离心泵内的速度分布图、速度矢量图、静压力和总压力图,结果表明离心泵叶轮内各通道的流量、流速及压力分布有明显的差异,表现出明显的非对称性,利用数值模拟方法能真实反映泵内部的复杂流动,为泵内流道的设计、改进提供了理论依据.     

导向钻井系统导向钻进水平井段的理论与实践

导向技术的研究与试验在胜利油田取得了圆满成功,获得了较好的试验效果,推广的300余口井初步统计节约成本上亿元,经济效益十分显著。在水平井井眼轨迹控制施工中,导向钻井系统在斜井段和水平段的施工中均获得了显著的技术经济效益。在对导向钻井技术研究和指导水平井井眼轨迹控制现场施工过程中,对水平井段导向钻井进行了探索,应用加权残值法编制了导向钻具受力分析软件并着重对复合钻进增斜力进行了初步研究。在理论研究和现场实践中得到了一些有价值的结论,提出了单弯单稳型导向钻具导向钻进水平段的优化措施。     

发动机叶片-轮盘结构动态特性及形状优化研究进展

分析了国内外对叶片-轮盘结构动态特性及形状优化设计研究的现状,指出为了提高发动机的性能指标和工作可靠性,应充分利用这类结构的循环对称特点,将叶片-轮盘结构的动态特性分析与形状优化设计相结合,并提出了这一方法的思路.     

离心泵叶片形状的优化

在采用射流－尾迹模型进行三维流动分析和性能预测的基础上，建立了以效率为目标函数，以进口冲角和叶片安放角分布系数等参数为设计变量的离心泵叶片形状优化模型，应用数学规划的方法寻求满足一定流量和扬程要求的最佳叶片形状     

液压支架反冲洗过滤装置的Fluent仿真分析

近年来,国内外开发研制了具备自清洗功能的液压支架用的过滤器。但是目前的液压支架用反冲洗装置大多数是利用单相介质水来对滤芯进行反冲洗。该结构具有如下缺陷:滤芯通流量变小,液阻变大,易堵塞,往往造成冲洗的不够干净与彻底,清洗的效率低,导致支架动作缓慢甚至无法动作,严重影响了综采工作面的生产效率。针对其不足点,对该种反冲洗装置的过滤结构进行了优化设计,利用气液二相介质来完成对滤芯的反冲洗任务,并利用FLUENT对其进行流场仿真分析。     

八盘峡水电站哈尔滨机组导叶轴套密封改造

八盘峡水电站位于多泥沙的黄河上游,机组运行过程中不仅对水轮机过流部件气蚀磨损非常严重,还加速了导叶轴套密封的磨损,造成了导叶轴套漏水量增大,顶盖淤泥增多,顶盖排水泵频繁启动,从而加大了设备检修维护量,降低了机组运行可靠性.针对电站水轮机导叶轴套的漏水问题,在机组大修过程中对导叶轴套的密封形式进行了改造,改造后导叶轴套的漏水问题得到了彻底解决,也减少了设备的检修维护量,提高了机组的运行可靠性.     

水轮机活动导叶修复时的自动变位机构及控制系统

在完成满足堆焊和磨削的自动变位机构及控制系统的基础上,针对多泥沙河流上运行的水轮机活动导叶修复问题,利用导叶本身的某些特征点,精确地实现了导叶平面定位和零点定位.采用离线编程的方法使堆焊?磨削操作机和导叶旋转驱动机构的各向运动有机组合,得到了近于理想形面曲线的运动轨迹,使磨削曲面与理想形面的误差小于0.2 mm,满足了导叶修复的质量要求.     

激盘模型在水力机械叶片流动弹性稳定性研究中的应用

水力机械的叶片流动弹性失稳将严重影响机组的正常运行。为了对叶片的流动弹性稳定性作出较准确的预估，利用激盘模型，将整个流道视为一个无厚度的激盘，对激盘应用流体力学的基本方程，并利用激盘突跃条件，得到作用于叶片的非定常流动力，发展了一种预测水力机械叶片流动弹性稳定性的方法。应用发展的方法对某轴流式水轮机的转轮叶片进行了分析。研究结果指出，叶片在来流速度较低即小流量工况下，叶片的流动弹性稳定性较差，容易发生流动弹性失稳。叶片间相角是影响叶片流动弹性稳定性的一个十分重要的参数，叶片间相角在＋１８０°和－１８０°附近时，叶片的流动弹性稳定性较差，在实际安装及运行中，应尽量避免叶片间相角在＋１８０°和－１８０°附近。     

气体钻井钻遇高产气流时压井模拟实验

气体钻井钻遇高产气流时井筒处于空井状态,如果套压太高:1容易压漏套管鞋处地层;2很难使用钻井泵泵入压井液;3井筒内气量很大又处于高压压缩状态,压井排气时危险性大;因此,通常不通过关井求压来确定地层情况,井底常压法压井无法建立有效液柱平衡地层压力,压井施工缺乏理论依据。为了获取现场实验数据,以便给气体钻井钻遇高产气流时压井方案的制定提供参考,针对该情况下无法关井的特点进行了现场模拟井压井实验。实验过程中通过自动控压钻井系统进行压力自动控制、PWD进行数据实时监测,完成了不同产气量情况下的压井实验,并将实验结果与模拟计算结果进行对比分析,计算精度和实验数据误差在10%以内,取得了良好的实验效果。     

水轮机活动导叶修复时的平面磨削系统研究

针对水轮机活动导叶的堆焊修复 ,研制了 PLC控制的平面磨削系统 ,代替了传统的手工磨削 ,使磨削精度及质量有了一个质的飞跃 ,实现了导叶平面磨削的自动化 .通过砂轮切削力与驱动电机电流的固有关系 ,在实时检测系统与控制系统的作用下 ,使砂轮驱动力工作在一定范围内 ,解决了砂轮磨损的自动补偿问题和在磨削过程中遇到突起高点时切削阻力激剧增大而造成的堵转或砂轮崩裂问题 .     

不同攻角下叶片弯曲对涡轮静叶流场的影响

计算并分析了高马赫数情况下,直叶片及正弯20°叶片在攻角分别为0°、±10°、±20°及±30°的情况下的流场结构. 采用的数值方法为具有TVD性质的三阶精度GODUNOV格式,湍流模型为B-L代数模型. 计算结果表明,在较大的攻角范围内,正弯叶片可以减小叶栅流道内通道涡的强度,并且由于两端壁的附面层被吸入主流,使得正弯叶片中的能量损失减小. 攻角越大,正弯叶片的作用越明显.     

底部钻具组合造斜率预测新方法

基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等。结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻进趋势角的计算表达式,建立平衡趋势法求解底部钻具组合造斜率的计算方法。实例验证表明,该方法具有较高的计算精度,能够实现钻头和地层的各向异性、地层倾角及倾向等各种因素对底部钻具组合造斜率的定量评价,为今后底部钻具结构的合理配置以及钻井参数的优选提供有力的理论依据和分析手段。     

钻井地质参数的不确定性表征及分析方法

钻井地质参数是钻井工程设计的基础数据,由于地层的复杂性、预测模型的精度以及解释资料的误差等问题,地质参数的解释评价结果误差客观存在,其真值会分布于某区域内。首先提出钻井地质参数不确定性的概率分布和不确定度两种描述方法;然后基于层序地层学、概率统计等相关理论和方法,将同组地层内某段地层作为样本区间,区间内的地质参数作为一组测量样本,建立地质参数不确定性分析及量化描述方法,并基于信息扩散原理确定钻井地质参数的概率分布函数。实例分析表明,建立的钻井地质参数不确定性定量描述及分析结果更切合工程实际。     

凿岩台车液压系统流量压力特性分析

从全液压凿岩台车系统工作特性入手,进行液压系统流量、压力匹配运转特性分析,从而找出其可靠的流量和压力匹配范围．通过合理地选择和调节系统最佳流量,提高了凿岩效率,减少了系统各元件的故障率,为全液压凿岩台车系统的合理改进与设计提供了依据．     

推靠式旋转导向系统底部钻具组合动态安全评价方法

推靠式旋转导向钻进时巴掌对井壁的间歇性推靠致使钻柱处于非线性阻尼激励的复杂工作状态,剧烈的振动易引发钻柱的疲劳失效。建立考虑巴掌与井壁的接触碰撞及动态激励的底部钻具组合动应力计算模型,分析钻柱转速对钻柱动应力和钻头侧向力的影响。结果表明:钻井过程中底部钻具组合动应力和钻头侧向力处于剧烈波动状态,尤其在临界转速下运动的钻柱将产生剧烈的振动及较高水平的动应力,导致钻柱出现疲劳破坏;通过调节钻柱转速至两阶相邻转速中间值,可显著降低钻柱的振动加速度。现场试验验证了通过调节钻柱转速提高底部钻具组合动态安全的可行性,为推靠式旋转导向及同类工具安全钻进参数的优化设计提供了依据。