风洞实验中多通道测压管路系统的参数分析

为了掌握风洞实验中多通道测压管路系统的特性，基于耗散模型，分析了影响系统频率响应函数的各个参数，总结了多通道管路系统频响函数的定性规律，并指出在常用的几何尺寸范围内，影响频响函数的因素主要有PVC管的长度、内径和限制器的尺寸及位置，为设计多通道测压管路系统提供了依据．     

测压传压管路系统动态特性的试验分析

目的为得到脉动风压测压管路的动态特性。方法采用周期激励方法的试验方法，并用多项式回归方法对试验结果进行回归处理，给出了传压管路的频率响应函数。结果用简单的6阶多项式的形式便可以较好地拟合不同长度测压管路的频率响应函数。结论由回归得到的管路频率响应函数用于对实际管路脉动风压测试结果进行修正，结果较为满意，证明本文方法的有效性。     

脉动风压测压系统的优化设计

利用基于高精度的流体管道耗散模型所建立起来的传递矩阵方法建立了小管径测压管路的动态特性分析数学模型,并对编写的计算程序作了相应的试验验证。定义了控制系统频率响应品质的目标函数,并采用Matlab优化工具箱优化计算了1000mm长度传压管的最佳管路尺寸设计方案,得到较为满意的结果,同时也分析比较了采用加压扁管方法的误差,所得结果及优化设计方法可以供多路脉动风压测试的风洞试验中设计传压管路系统时参考。     

坦克测压取样管路系统动态特性分析及信号的修正

针对坦克动力舱排风口气压测量问题,研究了测压取样管道内的空气柱谐振效应对测量的影响,及在脉动气压测量中的校准技术。利用声学换能器为标准气压激励源,构建了测压管道动态特性测试系统。通过扫频方式研究了四种倒L结构取样管道在多种气压幅度激励条件下的传输特性;并且设计了频域滤波器对风压畸变信号进行修。实验结果表明:取样管道系统属于线性系统。实测风压的强脉动特征主要受管道频响特性的影响。经过频域滤波之后风压畸变信号的脉动特性明显减弱。     

刚性模型测压试验的管路频率响应及修正

为获得刚性模型测压试验中模型表面的真实压力信号,需对经过管路系统后的信号进行修正。对6种不同长度的管路系统采用正弦激励的方法进行频响函数测试研究,采用测试结果对气动压力信号进行了修正,研究结果表明:随着测压管长度的增加,管路的频响函数的幅值呈现先放大后衰减的趋势,放大和衰减的转折点向低频移动,而所有管长的频响函数的相位均为衰减滞后;采用频响函数修正方法对管道畸变进行修正,修正后值与真值基本吻合,修正精度高。     

复杂测压管路系统动态特性的通用分析程序

利用流体管道耗散模型 ,建立可用于计算复杂传压管路动态特性的方法和通用计算程序 ,结果用于脉动风压测量的畸变信号修正 .与相关文献比较 ,使用本方法可以灵活地处理更为复杂的管路情况 .定义了衡量管路动态特性品质的控制目标函数 ,并导出了该函数对各种管路参数灵敏度的解析表达式 ,以便于提高管路优化计算的效率 .最后结合两个算例 ,证明了本方法的有效性 .根据计算结果 ,推荐了适合于简单逐点测压试验应用的一组简单优化管路配置方案 ,可供脉动风压测试风洞试验中的传压管路设计时参考 .     

联合经验模态分解与二次时频分布的参数识别方法

提出了联合经验模态分解和二次时频分布进行模态参数识别的方法.将多自由度系统的响应信号用经验模态分解法分解为单频率响应的振动信号,进而计算模态频率和阻尼;由单频率响应信号的二次时频分布及其与其它质点响应信号的互二次时频分布的比值来识别模态振型,并对一多自由度的线性系统进行了计算,结果表明该方法能较好地识别结构的模态参数,且抗噪声强.     

建筑结构阻尼比参数的优化识别方法

本文评述了建筑结构阻尼比参数识别方法的现状，提出了频率响应函数谱阻尼计算机优化识别方法。对原型建筑结构频率响应函数进行曲线拟合，获得了解耦后阻尼比参数．并给出了该识别方法的应用实例．     

轴向柱塞泵的流量脉动对压力脉动的影响及分析

研究轴向柱塞泵的流量脉动对压力脉动的影响,通过对流量方程进行傅里叶变换,求得流量方程的另一种表达式,得出对压力脉动的影响参数。通过调节或改变这些参数来降低压力脉动,即系统加与不加阻尼两种情况下各自的压力脉动,得出了在系统中加阻尼后,起到阻容滤波的作用,在一定程度上减小了压力脉动的幅值。     

基于非线性频率分析的主泵故障诊断技术研究

针对非线性系统的故障诊断问题,采用非线性频率特性分析的故障监测方法,对主冷却剂泵转子的开裂纹故障进行定位识别.该方法建立主泵开裂纹故障的数学模型后,使用两个幅值不同正弦信号激励系统,从非线性输出频率响应函数得到主泵振动信号的频率响应,通过计算系统频域的故障特征值,定位出了裂纹故障的位置.使用Matlab和Simulink的仿真工具验证了该方法的有效性,因此该方法可以应用于主泵裂纹故障诊断的研究之中.     

伊朗雅达油田完井测试作业中沥青质析出分析

 伊朗雅达油田生产井由于沥青质析出和沉积在油管内壁,严重影响了油井的完井测试和投产前井下作业,例如阻碍钢丝作业工具的下入和井下工具的回收等。为了查清该油田原油中沥青质析出趋势和析出规律,结合雅达油田的特点,利用原油SARA 数据,采用胶体体系稳定性定量计算方法对沥青质析出程度进行了分析;采用热力学平衡原理和固体模型,结合不同产量下油管内温度与压力分布剖面,对沥青质析出初始压力与温度进行分析和预测,同时通过室内试验,评价并优化了沥青清除剂。通过对原油胶体体系稳定性定量计算,认为雅达油田原油胶体体系趋于不稳定,沥青质易于析出;通过对沥青质析出初始压力与温度及深度的预测,沥青质析出深度为2900~3700 m,认为雅达油田生产井自投产开始,沥青析出是无法避免的。室内沥青清除剂试验结果表明,单一的沥青清除剂无法达到满意的效果。在分析研究的基础上,优化了井筒处理方法和施工作业措施。     

连续管注入头与滚筒液压系统的耦合动力学

连续管作业时,连续管上的张力与滚筒和注入头的运动状态有关。利用有限元研究了在滚筒和导向器之间连续管的张力与松弛度之间的关系,并拟合成函数关系式。然后建立了连续管注入头与滚筒液压系统的耦合动力学模型。研究发现：在匀速运动时,滚筒液压系统的溢流压力能控制连续管上张力的大小;但运动状态快速变化时,张力会产生波动。波动的幅度和波动的频率与滚筒及滚筒上卷绕的连续管的转动惯量有关：当滚筒上卷绕大部分连续管时,快速操纵连续管注入和起升速度手柄将造成较大张力波动,引起张力过小或过载;当滚筒上卷绕很少连续管时,快速操纵连续管注入和起升速度手柄将产生某个频率的张力振动,极有可能引起连续管的共振。     

气井油套合采时井底流压的计算方法

气井井底流压是分析气井生产动态的重要参数之一,目前国内外很少报道油套合采时井底流压的计算方法。运用流体力学原理,将气井油套合采简化假设成并联管路流动,基于油管生产和油套环空生产时井底流压的计算公式,推导了油套合采时油管和油套环空的产量分配公式,通过分析公式中各项的权重,得出油管和油套环空产量分配的简化式,从而将油套合采时井底流压计算转化成油管生产或油套环空生产时井底流压的计算。计算表明,采用简化产量分配公式与精确产量分配公式所计算的井底流压,相对误差很小,说明建立的油套合采时井底流压的计算方法可靠,具有较强的实用性。     

缺陷对连续油管极限承载能力影响分析

针对含有缺陷连续油管作业过程中极易发生卡断或拉断等事故,根据现场使用后的连续油管缺陷情况,把缺陷形状归为方形、球形和椭球形三种缺陷,并开展拉伸内压复合载荷工况下连续油管承载能力的研究。对比分析不同尺寸不同形状下含缺陷连续油管应力分布规律,在此基础上绘制轴向载荷(n=N/N_0)与内压载荷(p=P/P_0)包络线,通过现场数据直接判断连续油管是否在安全工作范围。通过有限元计算结果与API5C5标准计算结果验证有限元法的有效性和精确性。在此基础上开发含缺陷连续油管安全评估软件,获得不同型号不同缺陷形状情况下轴向载荷与内压载荷的包络线,为油田现场连续油管安全施工提供保障。     

环空加砂压裂管柱流体压降分析及现场应用

连续油管(CT)水力喷射压裂技术是提高低渗透油藏开发效率的一种重要手段。选择压裂作业连续油管时需要考虑连续油管及套管的强度及尺寸,不仅要保证压裂施工作业过程中管柱结构安全可靠,而且还要保证压裂施工中高压力、大排量要求。环空喷射压裂作业就是为了满足现场施工大排量而采取的一种有效措施,然而,增大环空排量会增加环空流体摩阻压降,摩阻压降又会直接影响地面设备选择、以及井下压裂作业成功与否。因此,针对连续油管水力喷射压裂环空流的流动特点,通过理论分析及现场数据回归的方法开展连续油管环空喷砂压裂环空流体压降分析,主要研究内容包括:连续油管偏心、流体流变参数对压裂液环空流压降规律研究。分析结果表明:连续油管偏心降低了环空流体摩阻压降,且影响明显;流变指数及压裂管柱尺寸增加,油套环空流体摩阻压降增加;压裂液环空流压降为清水压降的36%,根据校正Gallego F理论模型可以准确预测压裂液环空流压降梯度变化规律。研究成果可为连续油管环空压裂施工及设计提供理论指导。     

深水高温高压气井环空圈闭压力下油管柱安全评价方法

深水高温高压气井普遍存在环空带压现象,而深水井通常采用水下井口,使得B、C环空无法进行泄压操作,从而导致井下油管柱承受高环空圈闭压力载荷,同时附加高温、腐蚀多因素耦合影响,使得油管柱存在失效风险。针对深水高温高压气井环空圈闭压力下油管柱安全问题,基于深水井特性,综合考虑热膨胀和鼓胀效应引起的环空温度、环空体积、流体体积以及环空压力变化的动态耦合作用,建立深水高温高压气井圈闭压力预测模型,同时,考虑高环空圈闭压力载荷,附加高温及腐蚀多因素耦合影响,建立深水高温高压气井油管柱安全评价方法,开展了环空圈闭压力多因素影响下油管柱安全评价,并对模型进行了验证。结果表明：考虑环空圈闭压力影响后,环空圈闭压力随服役时间逐渐降低幅度远小于地层压力降低幅度,管柱抗外挤安全系数随服役时间降低幅度增大。同时,管柱内外流体压差随井深增加而逐渐增大,在井底管柱更易发生失效风险;在井筒高温及腐蚀耦合影响下,管柱抗内压、抗外挤及抗拉安全系数均呈现出不同程度的降低,特别井底段管柱受苛刻高温及腐蚀环境,附加高环空圈闭压力,使其更易发生失效风险,在设计及实际生产过程中,应重点管柱井底管柱安全风险。     

连续管疲劳试验装置研制和实物试验研究

为了能比较真实地模拟连续管在实际作业工况条件下,即在弯曲和内压联合作用下的疲劳寿命,研制出了一套专门用来进行连续管低周疲劳寿命的实物试验装备。该装置可以在0￣70MPa的内压条件下测试直径范围为12.7￣88.9mm的连续管的疲劳寿命。通过对直径和壁厚为38.1mm×3.2mm的CT-80连续管进行初步实物试验,获得了连续管疲劳寿命(循环次数)与内压的关系曲线、连续管循环次数与胀径关系的曲线、连续管循环次数与椭圆度的关系曲线以及连续管循环次数与壁厚的关系曲线。实物试验结果与国际先进的软件预测结果一致。