尾流激振情况下叶片振动应力预估方法

针对叶片强迫响应问题,提出采用谐响应分析方法,将计算得到的叶片S1流面压力场引入动力学分析中.由进口导叶尾迹速度亏损计算出激振因子,把S1流面压力场转化为谐响应分析中的载荷压力场,初步建立S1流面压力场与叶片动应力的数值关系,以及在进口导叶尾流激振情况下叶片振动应力的预估方法.利用模态叠加法,研究进口导流叶片尾流亏损产生的不均匀来流对第一级转子叶片振动的影响.     

水平井钻磨组合管柱载荷计算方法与应用

随着水平井水平段长度的增加,水垂比变大,管柱下入困难。油田现场钻磨作业采用两种线重油管的组合管柱方式提高下入能力,但是针对组合管柱载荷计算问题尚无基础研究。根据水平井的井眼轨迹、管柱自重以及管柱在各井段受力特点等因素,考虑流体对管柱相互作用力,建立了钻磨组合管柱载荷计算模型;通过C#语言环境采用迭代法、插值法及分段判别计算法编程求解模型,开发了组合管柱载荷计算软件,通过导入井眼轨迹参数、输入作业参数、设计管柱结构,实现载荷计算。应用编制的软件可实现对井眼轨迹的绘制和水平井钻磨作业组合管柱的多种载荷计算,为水平井钻磨安全作业提供了一定的指导作用。     

考虑温度影响的摩阻扭矩计算模型及应用

管柱在井下受热,产生的热应力会改变管柱轴向力,影响摩阻扭矩的计算。通过实验测量钻井液在不同温度下的润滑系数和泥饼黏滞系数,拟合出其随温度变化关系,结合热应力的作用,建立考虑温度影响的摩阻扭矩计算模型。实验结果表明,KCl聚合物润滑钻井液和油基钻井液的润滑系数和泥饼黏滞系数随温度升高而增大。应用该模型对涪陵页岩气焦石坝区块X井进行摩阻扭矩计算,得出考虑温度影响的计算模型顶驱扭矩误差为3. 7%,大钩载荷误差为4. 4%,计算精度较高。     

移动磁场作用下的通电导线的非线性动力学分析

研究输电线在磁场中谐扰力作用下的主共振问题,应用动力学方法建立磁场中受谐扰力作用输电线的非线性振动.根据非线性振动的多尺度解法,得到了系统满足主共振情况的近似解,并对其进行数值计算.分析磁场变化、外部激励、调谐值、阻尼等对系统的响应.得到系统失稳的临界磁场强度,指出力幅响应曲线存在跳跃现象.     

水平盘旋转子参数对滚动轴承系统非线性振动影响

以双盘转子-滚动轴承系统为模型,利用有限元法建立了动力学方程,并以数值方法为手段得到转子系统振动响应,分析了机动载荷、偏心对转子系统非线性振动及分岔特性的影响,为研究更加符合实际的复杂工况耦合故障的转子动力学系统提供理论指导.研究结果表明:在水平盘旋机动飞行下,在二倍临界转速附近系统产生丰富的非线性动力学现象;随着机动载荷的增加,主共振转速提高,并且在转速区间内系统的振动形式更多趋于稳定的单周期运动.水平盘旋下,转子系统不仅能发生1/2亚谐共振,在某些参数下还产生了一些低频振动.     

考虑上部管柱变形影响的减震器动力学分析

针对在冲击载荷下长测试管柱的减震问题,利用行波法建立了减震系统动力学模型,与以往研究模型进行了比较,分析了减震器在冲击载荷下的动力学特性.结果表明:上部测试管柱的变形将增大减震器系统的阻尼系数,同时减小减震器系统的固有频率,从而增强减震效果;测试管柱材料系数和减震器参数比值影响减震效果,比值愈大,减震效果愈好.     

履带起重机提升过程中臂架系统的动载荷计算

为了求提升过程中斜坡脉冲载荷作用下的弹性件动载荷,将履带起重机的臂架系统简化为两个自由度的线性振动模型;采用运动分析法建立了由振动引起弹性件变形的几何方程,运用能量法建立斜坡脉冲载荷的振动数学模型,并运用叠加法分别计算出斜坡脉冲载荷作用下的线性振动系统在最大加载的提升过程中弹性件的响应——位移、速度、加速度、动载荷及动载荷系数;针对影响动载荷的主要因素提出有效的控制方法,为保证设备平稳的工作提供了有效依据.     

爆炸冲击作用下射孔管柱动力学响应试验

针对射孔段管柱爆炸冲击动态响应问题,建立了地面模拟试验测试系统;并对射孔管柱端部的压力和加速度响应进行测试。测试结果表明:爆轰产物对管柱端面形成反复的冲击作用,且随着爆轰产物从射孔孔洞释放冲击压力不断衰减。射孔冲击载荷对枪管的非对称加载特性导致射孔枪管端部的轴向和径向振动,以及枪管整体的向下运动和翻转运动。轴向加速度振动幅值最高;但衰减较快,响应时间短,枪管向下的运动速度最大;径向加速度振动幅值衰减较为缓慢,且响应时间较长。研究对射孔段管柱爆炸冲击动态响应特性获得了初步的认识,可为进一步的研究提供有益的参考。     

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.     

水平井眼中管柱变形方程的实验仿真

以已有的三维井眼中管柱正弦屈曲和螺旋屈曲行为分析模型软件为基础 ,根据物理相似原理 ,设计了井眼中管柱屈曲变形的小尺寸模拟实验装置 .通过改变管柱变形微分方程中包含的无因次轴力 β、无因交摩擦及数 γ1和无因次轴力分布系数 γ2 的值 ,利用该装置对管柱在水平井中的临界载荷、载荷传递效率、变形效应等进行模拟实验 .试验结果表明 :钻压传递、位移与载荷的实验结果与理论计算值之间的最大差值不超过 1 0 % ,临界屈曲载荷的理论值与实验值之差不超过 6% .本文的结果可为修正理论模型提供指导 ,使理论模型能更好地指导现场的油井管柱施工作业     

电潜单螺杆泵油井生产系统优化设计方法

以电潜单螺杆泵油井生产系统为研究对象 ,以油井供液能力 (原油入井流动特性曲线 )、单螺杆泵的特性和整个系统的协调工作为依据 ,利用系统节点分析方法和最优化技术 ,把获得设计产量下的系统效率最高或能耗最低作为优化设计目标 ,介绍了井下电潜螺杆泵子系统基本模型的建立方法 ,并给出了有关的换算关系式、优化设计方法及步骤。利用现场优化设计实例验证了此方法的可行性 ,为油田电潜单螺杆泵油井生产的优化设计提供了理论依据。     

大排量螺杆泵技术在海上稠油油田的应用

目前海上油田主要以电潜泵为主要的机采手段,但是在稠油油田,电潜泵存在着泵效低的问题,并且对于超稠油电潜泵无法使用。但是目前电潜螺杆泵在海上的应用,主要受限制于排量低的制约,仅能在产量较低的井中应用;并且在海上实际使用的电潜螺杆泵中,实际使用寿命均较短,不能满足海上油田大排量、长寿命的要求。探讨了对电潜螺杆泵泵型、联轴器、减速器等主要部件进行改进,开发出了排量达到200 m~3/d,实际使用寿命超过一年的电潜螺杆泵,并在海上油田成功应用,取得了较好的效果。     

电潜泵极限下泵深度的探讨

电动潜油泵是油田进入中后期开发阶段强有力的机械采油方法之一,在世界各主要产油国内均得到了较广泛的应用.本文从潜油多级离心泵泵抽的强度、刚度问题入手,应用纵横弯曲连续梁理论,探讨电潜泵的极限下泵深度。文末以国产200m3/日电潜泵为例,说明了有关参数衬泵轴的变形及强度影响的趋势.并对计算结果进行了分析讨论。     

油井含砂在线监测技术研究

井口含砂在线监测是国外近年来发展起来的一种高精度实时监测油井出砂研究手段。在引进SandQTM 含砂监测系统基础上对其配套技术进行了优化,首先,利用FEPG 系统开发了三维声波传导有限元程序,对井口声波测试弯管壁厚进行了优化,建议壁厚为510 mm;其次,建立了近井渗流稳定时间分析有限元模型,优化井口测试程序,结果表明,对于高渗疏松砂岩油藏,生产制度调整后24 h 以内近井渗流即可达到稳定,结合现场实际,将油井工作制度调整频率设计为1 次/d;最后,进行了现场试验,研究表明,该技术对于抽油机及电潜泵井采油树均具有较好适应性,对于产出液黏度较小的油井适应性强、测试精度高,对于产出液黏度较大（动力黏度>1 824 mPa
s）油井,适应性较差。     

基于改进K-means的潜油电泵质量评估方法研究

针对潜油电泵使用寿命的问题,开展了基于潜油电泵井下振动测量的单节潜油电泵装配质量等级分类的研究,建立了单节潜油电泵的三维振动模型,提出了拐点法优化K-means聚类算法初始点的选取,采用三维合成方法求取电泵三个维度的合成振动加速度均方根值,利用改进K-means算法对239节潜油电泵的合成振动加速度均方根进行了聚类分析,建立了潜油电泵装配质量等级评价标准。对所测量的电泵进行质量跟踪,其结果验证了电泵装配质量等级分类的合理性。结果表明,潜油电泵合成振动加速度均方根小于1.30 m/s²的潜油电泵为优质电泵,使用寿命最长,宜用于高产井;处于1.30~1.72 m/s²的为质量良好电泵,使用寿命较长,可正常使用;处于1.72~2.35 m/s²的为质量合格电泵,使用寿命一般,应谨慎使用;大于2.35 m/s²为质量较差电泵,使用寿命较短,应维修后再使用。     

深海采矿扬矿管横向非线性振动响应分析

为了得出扬矿管横向振动规律,扬矿管系统属于大偏移、大变形的几何非线性问题,将扬矿管简化为梁单元,用有限元法进行离散,基于 直接积分法求解,得到横向振动运动规律。研究结果表明,在六级凤况下,扬矿管横向振动、速度和加速度响应均为简谐运动,在0-0.1 s内加速度做明显的低频减谐振荡衰减运动,且横向振动出现低频振荡现象,各周期内的最大振动幅值不相同;横向振动的幅值随着扬矿管深度的增加先增大后减小再增大,最大振动幅值出现在1 000 m处,其值为0.000407 m,最小振动幅值出现在2 000m处,其值为0.000041 m;速度和加速度与横向振动的运动规律相同,扬矿管在1 000 m处振动位移变化最快,其变化速度为0.00029 m/s,在2 000 m处振动位移变化最慢变化速度为0.000029 m/s。     

基于海上油田低产井回流补液参数优化

在海上油田低产井采用电潜泵举升过程中,电机温度过高将导致烧泵.针对于此问题,首先通过实验确定低产井电机烧泵时间,并通过有限元模拟的方法分析低产井井下流体的流动特征及传热规律,同时提出一种应用于电潜泵的回流补液方法.研究结果表明:在油井产量较低的条件下,流体温度对于电机温度影响不大;由于动液面低于泵吸入口,流体携热能力下降发生烧泵事故,电潜泵泵寿命最少减小为原有的0.21倍;采用回流补液方法后,温度平均降低130℃,电机温度处于安全温度范围内,说明回流装置具有很强可行性;回流通道尺寸在3～4 cm时,回流量最大,相应的电机温度也为各尺寸中最低.     

基于尾流振子模型的套管涡激振动响应研究

针对PIP （Pipe In Pipe）系统（套管）的涡激振动问题,开展了对PIP系统在涡激振动作用下的动力学响应研究,分析了在涡激振动作用下不同无因次波数、内外管道直径比、连接层刚度以及张力对海洋立管位移响应的影响规律。研究基于Euler-Bernoulli双梁理论,采用尾流振子模型,建立了动力学模型,利用谐波平衡法求得内、外管道的振动响应表达式。结果表明,在不同无因次波数的作用下,套管的振动存在不稳定现象,在七阶模态时,管道的振动出现单一频率的振动现象;在高频率比区域,随着无因次连接层刚度的增大,内、外部管道的位移均呈现先减小后增大的趋势,并且逐渐趋于稳定;张力对外部管道位移的影响相对复杂,内部管道的位移随张力的增大呈现减小的趋势。     

随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

空调配管优化应力仿真与实验研究

针对某款空调分体室外机优化前后的管路,利用有限元仿真技术建立配管系统力学模型,对其进行谐响应分析,得到配管应力分布情况.根据结果对优化前后的管路进行应力测试,对仿真分析结果进行试验验证.结果表明,仿真分析可以较真实地反映实际应力分布趋势,为配管优化设计及应力测试提供指导,可节省产品开发周期.