基于workbench流固耦合节流阀数值分析与优化设计

针对川东北地区高压陆相裂缝性气藏开发过程中,由于含固相流体高压冲击作用,节流阀在现场使用过程中频繁出现楔形面遇刺、堵塞及阀芯台阶面和销钉孔连接处断裂等问题,以钻井现场普遍使用的楔形节流阀为例,采用workbench流固耦合数值模拟方法,对不同条件下节流阀内部流场分布及阀芯静力学进行对比分析。结果表明,由于阀腔内流体的高速流动,阀芯台阶面与销钉连接孔位置处出现应力集中,同时楔形导流面处有明显漩涡产生,引起阀芯振动,容易导致断裂失效,该结果与现场阀芯失效情况十分吻合。综合现场与分析结果,优选阀盖伸出量长度为26 mm,并提出楔形节流阀阀芯新型连接结构,改善阀芯工作条件,延长使用寿命。

基于AR高阶谱及其关联维数分析的减压阀故障诊断

为了识别减压阀的工作状态,建立了减压阀不同工作状态采集信号的时间序列AR模型,绘制了AR三谱、双谱及其切片谱图,计算了各切片谱的关联维数,综合分析了不同工作状态系统的谱图及关联维数变化。分析结果表明,AR三谱、双谱、各切片谱及其关联维数各自对工作状态变化的敏感性不同,双谱对角切片的关联维数、三谱及其切片谱对工作状态变化较敏感,更适合用于减压阀故障诊断,同时AR三谱、双谱的一维切片谱及其关联维数在反映系统动力学特性方面分别存在对应关系,可以将切片谱和关联维数相结合对减压阀进行故障诊断分析。