油井封隔器内微型液压系统设计与仿真

封隔器是石油开采设备中重要的组成部分,其性能优异会直接影响到开采的进行。而传统封隔器采用机械式方式进行坐封,并依靠橡胶胶筒的自身回弹力进行解封。但在极端情况下,容易出现由于坐封力过大而造成封隔器胶筒发生压缩破坏,解封时胶筒损坏而无法回弹的情况。为此,设计了一种微型液压系统,可实现液压封隔器压紧力与解封力的协调控制及精确调节,保证封隔器实际工作中的安全可靠。搭建AMESim系统仿真模型,模拟运动过程中的坐封与解封过程,研究吸油处流道阻力、出口负载情况、柱塞泵的转速情况以及滑动缸内闭死容积等因素对液压系统动态特性的影响。最后对液压系统的参数进行优化。结果表明,采用微型液压系统入口增压、提升转速、减小吸油处流道阻力等措施可以提高整体系统的响应速率。

高压超大流量纯水卸荷阀启闭动态压力特性研究

卸荷阀是液压支架系统关键的压力控制元件。提出了一种高压超大流量纯水卸荷阀结构,并对卸荷阀的工作原理进行分析,建立了卸荷阀的数学模型。通过搭建AMESim仿真模型,分析了卸荷阀的动态循环工作过程,以及先导阀、主阀、单向阀的启闭动态压力特性。在调定卸荷压力下,对影响卸荷阀恢复压力的关键因素进行了分析。为了验证仿真模型的准确性,搭建了卸荷阀的试验测试系统。研究表明,仿真与试验的压力参数吻合较好,通过调整顶杆直径、阻尼孔直径、阻尼孔长度及先导阀弹簧刚度,可以优化卸荷阀的恢复压力,研究结果可以为高压超大流量纯水卸荷阀的设计提供理论基础。

介质压缩性对高压柱塞泵间隙泄漏的影响

密封是影响高压柱塞泵可靠运行的关键因素。首先,建立柱塞组件数学模型,对柱塞组件的动态泄漏量与容积效率进行理论分析与计算;其次,为揭示水的压缩性对柱塞泵泄漏量与容积效率的影响机理,利用Fluent对以水为介质的高压柱塞泵的柱塞组件内部流场进行仿真分析。结果表明:随着压力增大,水的可压缩性对间隙泄漏的影响程度呈非线性增大,当压力超过50 MPa时,其影响程度变得更大。该研究方法与结果为设计水为介质的高压径向柱塞泵的间隙密封提供了理论依据。

矿用大功率柱塞泵研究现状及绿色化发展趋势与展望

柱塞泵具有结构简单、耐冲击力强、易于实现高压等优势,是矿用液压支架的心脏。柱塞泵的水平不仅反映一个国家工业发展水平,而且我国高端矿用泵长期依赖进口,因此也是卡脖子技术之一。随着煤矿开采朝着高产高效和安全绿色化的方向发展,矿用柱塞泵面临两大发展趋势:以水为工作介质取代传动润滑液以实现绿色化;高压大流量高功率。介绍矿用柱塞泵的发展历程,在总结国内外矿用高压大功率水压柱塞泵产品现状的基础上,重点分析水压柱塞泵在矿用领域面临的核心技术难题和挑战,并提出应对措施,最后展望矿用高压大功率柱塞泵的绿色化发展趋势。

轴向柱塞泵非定常空化流激振动特性

针对轴向柱塞泵吸排油过程发生空化带来流体激振力大,甚至造成严重的局部气蚀破坏问题,使用用户自定义函数和动网格法对柱塞泵的动态运动过程进行模拟。通过柱塞泵空化流激振动特性实验,对比分析柱塞泵空化流激振动响应特征,获取轴向柱塞泵空化流动及其诱导振动的作用机理。结果表明:柱塞腔内气体体积分数随缸体转角变化呈周期性振荡,空化现象主要集中在泵的吸油区;当缸体转角处于吸排油交替区时,柱塞腔内压力场出现负压现象,气泡在流体射流的方向上扩散,形成明显的局部空化云;柱塞泵空化流激振动频谱与流体脉动载荷频谱重合,直接影响柱塞泵壳体振动的幅值,成为柱塞泵壳体振动响应的主要诱因。