基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析

在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。

基于井场实测数据水击压力波波速特征分析

【目的】停泵水击压力波诊断技术用于快速定位井底裂缝进液位置,但技术关键之一的油井套管中水击压力波波速的确定仍有诸多难题。为优选现场水击波速计算方法,探讨水击波速变化规律,【方法】基于某水平页岩气井采集的19段高频停泵水击压力信号,使用反射法、倒谱法、半周期法、全周期法、傅里叶基频法及傅里叶三次谐波法等6种方法求解每段水击波速,并使用箱型图对比各方法的求解稳定性来优选求解方法;同时分析优选方法的求解结果,总结现场施工水击波速的变化规律,并基于波速相对残差法及段间波速差法,分析脱离该井波速变化规律的离群点。【结果】结果显示:对于6种波速求解方法,其结果在箱型图中离群次数分别为8、3、0、0、16和4次;对于稳定性较好的半周期、全周期及倒谱法,求解结果表明施工深度每接近井口100 m,波速降低约8 m/s;同时,波速异常段分析指出离群波速值集中在第18—20段。【结论】结果表明:最适用于水力压裂现场的波速求解方法是基于时域的半周期法、周期法和倒频域的倒谱法,其稳定性最佳;水击波速存在随施工深度减小而减小的规律,且与固井质量及固井段长相关。研究成果可为水击波速诊断技术提供波速计算的技术参考。

高压共轨系统水击压力波动现象试验

柴油机高压共轨喷油系统中的水击压力波动对多次喷射的精确控制至关重要.使用电磁式共轨多次喷射装置,进行了水击压力波传播现象的试验研究.得出了单次、多次喷射条件下,喷射过程中及喷射结束后共轨和喷油器入口的压力时间曲线和喷油率曲线.研究了共轨系统水击现象产生的机理;解释了系统控制参数,亦即压力和喷油脉宽与水击压力波动的频率和振幅的关系;总结了水击压力波动对同一喷油器多次喷射和喷油器之间的顺序喷射的影响.

高压共轨系统水击压力波动的消振

柴油机高压共轨系统多次喷射中,喷油器工作引起的水击压力波动直接影响到多次喷射理想喷油规律的实现.利用流体传输管道动力学的电传输线理论,提出一种高压共轨系统水击压力波动的消振措施.设计了谐振型复合H型滤波器,试验结果表明复合H型滤波器的消振和滤波效果在所有喷油脉宽下效果良好,喷射产生的水击压力波动振幅显著降低,最大衰减率高达23.7,对多次喷射油量波动的减振作用显著,最大油量波动率降低30%.复合H型滤波器是高压共轨系统压力波动和油量波动的理想滤波器.

高压共轨系统水击压力波动T型谐振型滤波器

针对柴油机高压共轨系统水击压力波动影响多次喷射喷油量的精确控制,设计了适用于高压共轨系统的T型谐振型滤波器。台架试验结果表明:T型谐振型滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率达17,最大油量波动率降低19%。同时,T型谐振型滤波器具有结构简单、容积小、效率高的特点。