对高风压无阀式潜孔冲击器的气缸进行局部结构优化。通过对冲击器结构与工作原理的分析,建立起其冲击系统的模拟模型,并利用MATLAB进行模拟计算。研究结果表明:在气缸内部增加了一个过渡带,使得后气室进气长度发生了改变;在后气室进气长度等于临界值时,活塞的实际行程最短,频率最高,而活塞单次运动的冲击末速度、冲击功和耗气量基本不变。在气源压力为2 MPa时,后气室进气长度为10 mm时,冲击器的实际行程最小,频率最大,相较于上一代冲击器,频率提高了约9. 3%,其他性能参数与之基本相近,整体性能大幅度提高。研究结果对于高风压无阀式冲击器设计和优化具有参考价值。

为研究自紧式金属密封环的最佳预压缩量及其密封性能受工作介质压力和温度载荷变化的影响规律,以一种油管悬挂器K形金属密封环为例,利用Workbench软件建立了水下采油树油管悬挂器出油口处的K形密封环有限元模型并进行分析。研究结果表明:K形密封环在下放安装工况和生产工况均能保持良好的密封性能;安装工况下K形密封环最佳预压缩量范围的下限由其进入塑性阶段时的压缩量作为评判指标,上限由压缩量对塑性变形面积、 接触宽度和接触应力的影响共同判定;随着生产工况介质压力的升高,K形密封环实现自紧密封且接触应力显著提高,同时K形密封环的最大Mises应力始终小于材料的强度极限,保证了密封整体结构的完整性。研究结果可为K形密封环的结构设计及优化提供基础,并为类似异形金属密封件的参数设计提供依据。

水下采油树油管悬挂器K形金属密封圈密封结构较为复杂,须通过多因素分析方法进行深入研究。为此,基于Box-Behnken方法进行试验设计,建立了响应面模型,并对密封圈结构进行了优化设计。分析结果表明:建立的密封圈外侧最大接触应力和最大等效应力与设计变量的响应面模型具有较高的拟合精度,满足计算要求;采用响应面法,建立了设计变量与目标函数的优化数学模型,对密封圈的结构尺寸进行了优化;密封圈优化后外侧最大接触应力提高了6.5%,最大等效应力降低了20.9%。所得结论可为水下采油树油管悬挂器密封圈的设计优化提供参考。

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响。结果表明:MEC密封工作时,整体最大应力出现在金属端帽压弯根部,弹性体的最大应力出现在内侧接触部位;弹性体的最大接触应力分布呈现中部向两端逐渐减小的规律,并且变化近似对称;MEC密封的橡胶内侧长度、圆弧半径和金属端帽厚度对强度影响较大,随着内侧长度增大,最大等效应力减小,随着圆弧半径、金属端帽厚度增大,等效应力呈增大趋势;MEC密封的接触面倾斜角度、弹性体圆弧半径对弹性体接触应力有较大影响,随着金属端帽接触面倾...

鱼雷热动力装置各组件结构复杂,振源丰富且耦合程度高。为模拟动力装置的真实工作状态,有效隔离电机等试验环境对动力装置的振动传递,设计一种基于帘线式弹性气囊的隔振支撑系统,并对其进行技术特性研究和试验验证。结果表明:该系统在充分保障试验台运行可靠性和安全性的前提下可有效阻断环境振动的传递途径,为动力装置振源分离、评估和控制提供参考。

潜孔冲击器在工作过程中,气源压力进入工具中驱动活塞做高频高速的轴向往复运动,并冲击钎头使其进行破岩钻进。首先,以无缸潜孔冲击器为例,结合其结构特点分析工作原理;其次,基于计算流体力学、热力学和应力波传递相关理论,考虑气体的压力、温度和密度的变化,分别建立了气室气体的瞬变流模型、绝热模型以及活塞的冲击回弹模型;然后,基于活塞的运动状态和气室气体状态,将潜孔冲击器1个运动周期分为11个不同阶段,结合上述3个模型和活塞的运动

连续波泥浆脉冲发生器传输速率快、精度高,其转子形状对于提高压力波信号质量具有重要意义。为获得理想正弦波形,需要设计合理的转子形状。建立了三角形转子流通面积计算模型,并依据转子设计准则,建立了三角形转子形状优化模型,就优化所得结构参数对最大压降、最小压降及相关系数的影响进行敏感性分析。分析结果表明,转子直边斜率k2对压力波信号影响最显著。为减小结构参数的敏感性,提出在脉冲发生器中设置与定转子并联的旁路结构,并对并联旁路结构进行优化及敏感性分析。分析结果表明,并联旁路结构可以明显减小转子设计参数对压力波信号的影响。

针对有效利用多通道数据进行准确、灵敏的故障诊断的问题,研究了一种基于遗传算法的耦合隐马尔科夫模型的故障诊断方法。该方法是通过遗传算法优化耦合隐马尔科夫模型参数,以优化参数后的耦合隐马尔科夫模型拟合设备各状态数据建立状态模型库,再计算待诊断信号的极大似然概率值判断设备状态。通过对滚动轴承6种状态实验数据的分析,表明遗传算法能对耦合隐马尔科夫模型参数进行有效优化,且这种基于遗传算法参数优化的耦合隐马尔科夫模型能准确、灵敏地进行故障诊断,且能以极少量数据识别出状态变化。相比于传统故障诊断方法,该方法可不进行特征提取直接建立诊断模型,简化了诊断流程且能更好利用隐马尔科夫模型对状态转变敏感的特性。

页岩气作为一种非常规的油气资源,对解决我国能源问题有着重要意义.国外开采页岩气多采用技术已相对成熟的多级多段压裂技术.而我国还处在页岩气开发的起步阶段,至今还没形成成熟的技术.简要介绍美国一些用于页岩气井的多级分段压裂技术及其工具,其中包括ZoneSelect多级压裂系统、DeltaStim多级压裂技术和泵送桥塞射孔分裂压裂技术.ZoneSelect多级压裂系统的自膨胀封隔器加投球滑套的方式完全满足国内页岩气开发的需求,多级分段压裂技术有望对我国的页岩气实现大规模作业起到促进作用.

设计了一种新型射流振荡器，该振荡器中没有运动件，没有温度限制，不与井下化学物质反应，寿命长，适应性好。通过FLUENT软件进行仿真，得到流体在流道中流速及压力变化过程，证明了其工作原理的可行性，并得到了新型射流振荡器压降和轴向力数值变化曲线。仿真计算与现场试验进行对比，验证了仿真结果的正确性。研究为射流振荡器的数值计算提供了方法和依据，同时也为进一步研究射流振荡器的结构参数和理论分析打下基础，为射流振荡器的设计提供理论支持。