新型内防喷器安放位置分析

开发设计了一种新型内防喷器,并完成了工业性试验和理论研究工作。该防喷器主要由固定外壳、滑座、旋板阀等组成,固定外壳固定在钻杆或钻铤上,钻进中随钻柱一起转动,与钻柱承受同样的扭矩、钻压和冲击振动。对其安放位置及井喷压力进行了简要分析和探讨,建立了钻头压降与流量、流体密度的关系曲线。分析表明,当流量Q=10L/s,流体密度为1.2g/cm3时,假设井深为4000m,井底压力为70MPa,内防喷器安放在距钻头2m,钻具中部100、200、500、1000m处时,防喷器处内外压差为4.164、4.366、4.572、5.190、6.220MPa,为内防喷器的控制提供了理论数据和依据。

基于冲蚀磨损理论的新型内防喷器阀座锥角研究

针对现有内防喷器失效率高等不足,提出一种结构新颖且密封可靠的自旋合式锥形密封内防喷器。对该新型内防喷器的阀座锥角进行了力学分析,并采用MATLAB对阀座锥角进行了优化。基于理论分析得到的结论,采用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)方法(标准k-ε湍流模型及Tabakoff-Grant冲蚀模型)及ANSYSCFX软件,对该新型内防喷器在不同钻井液流量及不同阀座锥角下的流场进行数值模拟分析,仿真结果表明容易发生冲蚀磨损的部位主要集中在上下阀座流道边缘及下部管壁处。通过对比多组仿真数据,提出了该新型内防喷器上下阀座的最优锥角为25°,并采用ANSYSWorkbench静力学分析软件模拟了井喷时上下阀座密封锥面的接触应力分布,验证了冲蚀仿真分析得出的最优锥角的结论。样机试制后进行了密封性实验以验证其可靠性,结果表明该新型内防喷器无泄漏,满足密封性要求。研究结论为内防喷器的设计与改进提供了重要的理论依据,对油田生产设备的安全升级有重要意义。

混排出口减喷器

设计研制了混排出口减喷器,在混排施工中能有效减少环境污染,排除环境造成的不能进行混排施工工艺的因素.

油气井抢喷器抢送装置

针对油气井井喷现场抢喷器难以输送至井口的问题,研制了一种高效抢喷器抢送装置。该装置将油田用抓管机与抢喷器进行一体化设计,以抓管机行走系统作为运输载体,克服了井喷现场井场道路的恶劣环境;以抓管机液压系统为动力源设计升降装置,实现抢喷器安装的上下方位调整。通过现场试验及应用表明,该装置能够将抢喷器快速、方便、准确、安全地输送至井口,实现了快速抢喷,提高了抢喷作业的安全性及时效性,在油田作业现场具有较好的推广前景。

某型柴油机调喷器国产化研制

调喷器是某型号大功率柴油机保证燃油喷射系统,能够在特定的时间条件下准确、稳定地供油的关键件。前期装配一直采用进口件,周期长,成本高。通过针对产品结构与精度的分析,研究了适宜性工装,优化和改进了工艺方案及试验台的改造研究,并在工艺试验的基础上,突破了加工的关键技术,为某型号柴油机的国产化改进提高提供了可靠的技术保障。

顶驱内防喷器驱动装置的研究与改进

钻井系统中,作为控制内防喷器启闭的驱动装置的稳定性和可靠性至关重要。鉴于此,介绍了加拿大Hi-Kalibre公司、Canrig公司以及美国NOV公司等3家国外顶驱内防喷器驱动装置的研究现状;通过试验测试,给出了内防喷器在不同压力等级下的启闭扭矩值,作为驱动装置设计输入以及现场使用参考依据;结合顶驱的现场使用情况,针对内防喷器开关不到位、摇臂总成故障、滑套故障、装配及使用问题,给出了对应改进措施。研究内容可为顶驱内防喷器驱动装置设计提供参考依据。

顶驱内防喷器在井控中的应用及维护

顶部驱动钻井装备做为钻井作业井控中一个重要设备,存在着如何把顶驱内防喷装置的使用和常规的井控程序衔接起来的问题,从工程应用等方面论述了顶驱内防喷装置在井控中的具体使用方法和维护事项,为钻井施工提供了安全保障。

TDS-11SA顶驱内防喷器失效原因分析及预防

通过对VARCO TDS-11SA型电动顶驱上内防喷器的工作原理的研究,从设备工作的环境出发,结合现场的实际,分析了内防喷器的失效原因。尽可能展现了内防喷器损坏程度的发展过程,说明失效的机理,进而提出一些延长其使用寿命的措施。

顶驱内防喷器可靠性试验研究

为了提高顶驱内防喷器的可靠性,对三种不同内防喷器进行模拟工况试验,分别对寿命、通道压力关闭扭矩值、单向压差开启扭矩值三项关键指标进行了测试,并在试验结束后对产品进行解体检查。试验结果显示,密封失效是内防喷器的主要失效形式之一,提高装配精度、改善材料性能等均能提高其使用寿命。通道压力关闭情况下,55MPa以内不同产品扭矩值相差不大,但在大于55MPa后其扭矩值呈非线性增长;单向压差开启下不同产品受材质选型等因素影响扭矩值相差较大,15 MPa压差情况下不同产品扭矩值成倍增加,造成现场操作困难。

环空防喷器胶筒密封性能影响因素研究

以井下环空防喷器胶筒为研究对象,利用柔性密封理论,通过胶筒工作时的受力分析,对影响井下环空防喷器胶筒密封性能的因素进行了分析,建立了井下环空防喷器柔性密封性能的数学模型。通过对不同过流面积下的环空流场进行模拟,得到胶筒表面的压力和流速变化曲线,为分析现场胶筒坐封方法提供理论参考。

离心飞块齿轮室式调喷器分析

高速车、工程机械用柴油机应装有自动喷油角度提前器(简称调喷器),以改善柴油机动力、经济性能、排放和噪声等指标。通常用的调喷器是装在喷油泵前端的独立的调喷器组件。这类调喷器已有较多的介绍。另一种较常用的是齿轮室式调喷器,这种调喷器和发动机传动齿轮结合在一起,不占空间、运动件的润滑易于解决,故障极少。本文旨在对离心飞块齿轮室式调喷器进行分析。

自升式钻井平台转喷器组装及调试流程的优化

旨在对转喷器组装和调试流程进行合理优化,以期为今后自升式钻井平台转喷器的安装调试提供一些借鉴。

射喷器应用于单级活塞式制冷系统可制取更低的温度

由于单级活塞式制冷压缩机结构的特点,制冷工质的特性以及要求合理、经济地运行,其压力比受到一定的限制(R717压力比P_k/P。不得超过8,R_(22)和R_(12)压力比P_k/P。不得超过10)。如果压力比超过规定值,则应采用双级压缩。若制冷量Qo较大时,设置双级压缩是可取的。但当Qo较小时就不划算了。因为采用双级压缩要增加设备,这将使系统显得复杂庞大,而且投资增大,操作维修度也大。

中压直喷喷氢器气束特性及排放特性研究

碳排放并非来自内燃机本身,而是燃料。氢内燃机保留了传统内燃机的主要结构和系统,可以利用工业副产氢气,通过燃烧方式转化能量达到与燃料电池相近的热效率,是实现“双碳”战略的可行技术方向。相比进气道喷射,具有更高的功率和扭矩输出的缸内直喷氢内燃机是目前行业研究的主流,而喷氢器的流量以及气束特性对缸内直喷内燃机的NO_(x)排放有着重要的影响。文章通过对中压直喷喷氢器的流量特性、气束特性及发动机排放特性进行测试研究,发现多孔气束可显著提升贯穿距,有利于缸内氢气与空气的混合,实现近零的NO_(x)排放及可达到50 kW/L的升功率,基本满足整车需求。

动量比对单排槽针栓喷注器雾化特性的影响

为了获得单排槽气液针栓喷注器的破碎过程和雾化特性,通过试验和数值仿真方法研究了不同动量比下的破碎变形过程、雾场浓度和粒径分布。结果表明,径向液束在轴向气膜的剪切作用下发生变形和破碎,穿透深度和破碎长度均随着动量比的提高而增大;雾场中心的浓度随动量比提高而降低,使得雾场中心接近空心;随着局部动量比的提高,液滴粒径的最大值逐渐增大,液滴粒径的最小值逐渐减小,液滴的粒径范围逐渐拓宽;雾场液体浓度和粒径沿周向分布有相邻喷注单元之间明显的分区特征。

基于响应面法的单元发动机喷注器优化设计

针对某新研单元发动机喷注器热阻优化的问题,采用仿真计算分析研究支架结构参数对支架热阻与结构强度的影响,并基于响应面法(RSM)对喷注器支架进行结构优化设计。计算结果表明:在计算范围内,对支架隔热性能影响最大的是支架高度,其次是支架厚度,最后是支架孔直径。随着支架高度的增加,支架热阻逐渐增大,而支架热阻则随着支架厚度与孔直径的增加而降低。对支架结构等效应力影响最大的是支架孔直径,其次是支架高度,最后是支架厚度,并且随着支架孔直径的增加,支架结构等效应力逐渐增大,而支架最大等效应力随着支架高度和厚度的增加而减小。通过采用响应面法改进后的支架在结构强度满足发动机力学环境的条件下,喷注器热阻得到明显提高。

液驱喷注器遗传算法优化滑模控制设计及优化

设计了一种液驱喷注器结构,构建遗传算法优化滑模控制。遗传算法可以获得更佳优化结果,显著提升滑模控制器响应速度,并降低超调量,最终改善了喷注器控制性能。选择滑模控制器调节液压缸活塞的位移,之后对该控制系通过遗传算法实施了优化,经仿真测试对比了优化前后的控制性能差异性。研究结果表明:以遗传算法对活塞运动控制过程进行优化,经过遗传优化后整体系统表现出了更准确的控制效果,响应速度也获得了显著提升。无论在余弦波还是阶跃波信号下,改进滑模控制系统的响应时间得到降低的很明显,控制在0.02s内;位移误差控制在0.002cm以内,很好的满足实际情况的需要。该研究对提高喷注器的工作效率以及位移控制精度提供了一定的理论支撑作用,具有很好的推广效果。

基于增材制造的液氧/煤油推力室喷注器分析

为了实现液体火箭发动机推力室喷注器3D打印技术的工程应用,从方案设计、打印制造、质量控制、试验验证多个方面对3D打印喷注器进行了研究。通过一体化集成设计和整体制造,喷注器零件数量由16个减至1个,21条焊缝全部取消,大幅提高产品结构的固有可靠性,同时降低了工艺难度,实现了设计方案的快速验证和迭代;通过液流试验和质量检查,保证了产品质量,在此基础上总结了3D打印喷注器研制全流程质量控制方法。热试结果表明打印喷注器的性能与机加喷注器的性能相当,其中燃烧效率达到95以上,验证了液体火箭发动机复杂结构喷注器3D打印技术的可行性,为实现液体火箭发动机推力室全3D打印奠定了基础。

基于激光选区熔化技术的大尺寸喷注器设计

为研究激光选区熔化技术应用于大尺寸液体火箭发动机喷注器的可行性及最佳方案,按照先喷注单元后大尺寸喷注器的思路开展了设计研究。基于激光选区熔化技术设计了4种不同方案的喷注单元试验件,并进行了冷态液流试验对比。通过喷注单元对比试验得出直接采用激光选区熔化技术成型的喷嘴不适合直接用于大尺寸喷注器设计。根据喷注单元对比结果,选择了大尺寸喷注器的设计方案,生产了大尺寸喷注器,并进行了热试验考核。结果表明:采用激光选区熔化技术成型毛坯、机加工关键尺寸的设计方案为大尺寸喷注器的最佳方案。