可调式脉冲振动工具调节机制与机械设计研究

随着勘探开发向深层超深层发展,钻井工程中所钻地层的复杂程度持续增高,有必要进行脉冲振动提速工具在地层中适应性与降摩减阻方面的研究。为此,通过开展脉冲振动特性参数调控方法的数值模拟,揭示脉冲振动提速工具在井下的自适应调节机制,优化脉冲振动提速工具调控结构设计。研究结果表明:单盘阀与直流道结构搭配的泄流槽分流式调控机构结构简单,流道结构合理且压耗小,适应井下作业环境;单盘阀泄流槽分流式调控机构的脉冲特性参数调节范围与调节程度符合设计要求,叶轮转速为85238 r/min,频率824 Hz,转速与频率的变化幅度在280%300%之间。研究结论可为可调式脉冲振动提速工具结构设计及优化提供理论依据。

顶部水泥脉冲振动的数学模型

介绍了顶部水泥脉冲振动技术的基本原理和方法。文中根据牛顿定律、质量守恒定律及水泥浆的宾汉塑性流变性 ,在顶部水泥脉冲振动作用下 ,建立了水泥浆中 ,一维压力传播的波动方程的数学模型。同时根据弹性理论和液体可压缩性 ,推导出了井眼岩石、水泥浆及套管共同作用下的当量体积弹性模量 ,并讨论了顶部水泥脉冲振动波动方程数学模型的物理意义及其具体应用时所要考虑的问题 ,为固井时 ,顶部水泥脉冲振动的优化设计、压缩机的优化及优选提供了理论依据。

低频脉冲振动条件下金属成形的体积效应分析

将一定频率和振幅的脉冲振动信号施加到金属成形系统中,并对脉冲振动信号进行傅立叶变换,建立了振动拉伸的一维弹塑性本构模型和粘弹塑性本构模型。在计算瞬时应变的大小与屈服极限的基础上建立判断准则,并利用MATLAB对本构方程进行求解,从而确定了脉冲振动拉伸在材料变形时的动态应力和平均应力。按照所给定的振型参数和材料机械性能参数,结合特定的脉冲振动拉伸实例,分别绘制了两种模型的动态应力-时间曲线、动态应力-应变曲线和平均应力-应变率曲线。实验分析表明,在低频振动作用下,金属材料变形可以按照粘弹塑性模型来描述,且实验结果与理论计算结果比较一致,从而实现低频脉冲振动塑性成形粘弹塑性模型和弹塑性模型的体积效应分析。

脉冲振动处理对水泥石早期性能的影响

利用研制开发的水泥浆脉冲振动实验评价装置,对油田固井用的水泥浆进行脉冲振动处理,后采用电镜扫描(SEM),X衍射(XRD)和压汞(MIP)等方法研究了脉冲振动处理后对水泥石早期抗压强度、微观结构、水化产物及孔喉结构的影响。结果表明,脉冲振动处理水泥浆后,在不同的养护龄期、温度和水泥浆配方都能够提高水泥石的抗压强度值,具有普遍性;脉冲振动可以促进水泥早期水化,消除了水泥在水化过程中产生的裂纹及部分孔隙,凝固后水泥石内部结构更加致密,有利于水泥在水化早期形成高质量的水泥环,防止早期油气水窜的发生,对于提高水泥胶结质量具有重要意义。

用脉冲振动磁场磁选柱生产超级铁精矿的试验研究

脉冲振动磁场磁选柱可较大幅度提高磁铁精矿品位。在实验室条件下利用该设备分选品位为 66 2 7%的磁铁精矿 ,经一次选别便可得到品位为 71

顶部水泥脉冲振动的理论研究

介绍了复杂地质条件下固井新技术—顶部水泥脉冲振动技术 [1 ,2 ] ,能延缓水泥浆的静水压力损失 ,并能有效地预防复杂地质条件下固井时气窜 ,提高固井质量。文中列出了该项技术的基本原理、目的以及拟解决的关键问题等 ,为顶部水泥脉冲振动理论研究提供了简捷的思路 ,同时主要讨论了这一新技术的理论研究成果 [3] ,即顶部水泥脉冲振动波动方程、边界条件及初始条件与顶部设备空气压缩机和空气脉冲发生器输出参数的相互调节关系 ,为固井时顶部水泥脉冲振动的优化设计、压缩机的优化及优选提供了理论依据。

金属脉冲振动拉拔成形一维表面效应机理分析

针对脉冲振动拉拔过程中出现的表面效应的复杂性,通过对拉拔模中单元体的受力分析,结合傅立叶变换建立力学微分方程。根据非局部摩擦定理,确定与摩擦力有关的非局部影响系数,并利用线性强化模型对力学方程进行近似求解,得到非局部条件下的脉冲振动拉拔动态摩擦力模型。按照给定的金属材料机械性能参数、拉拔工艺参数、振型参数和非局部影响系数,由MATLAB仿真表明,脉冲振动拉拔的表面效应主要与振型参数有关,与其它振型相比,施加脉冲振型产生的表面效应较为显著,对振动的有效利用具有重要的指导作用。

脉冲振动对水泥浆性能影响的实验研究

为研究脉冲振动对水泥浆性能的影响,研制开发出液压水泥浆脉冲振动试验评价装置.采用该仪器,可模拟脉冲振动条件,测试不同性能的水泥浆体系经过不同振动频率、振幅的脉冲振动后,脉冲对抗压强度、胶结强度、游离液、初终凝时间等性能的影响.实验结果证明,脉冲振动可以显著改善水泥浆的性能,其中,在0.25—9Hz的振动条件下,水泥石的胶结强度平均提高了11%—22%,水泥浆的初凝时间平均缩短了3%,初终凝过渡时间平均缩短了12%—17%,水泥石的抗压强度平均提高了10%—14%,水泥浆稠度系数K平均降低16%—63%.因此,脉冲振动固井可以显著缩短水泥浆由液态转化为固态的过渡期,减小水泥浆胶凝失重,改善水泥浆胶结质量.

电磁脉冲振动清车技术的研究

研究了运煤列车冻车破冻新技术———电磁脉冲振动清车技术，其工作原理是先给脉冲电容器较长时间的充电，将电能存储在电容器中，然后使电容器短路放电，因放电时间极短（可达微秒级），电路中的负载（换能器）获得很大的瞬时功率，并且将电场能转化为磁场能，在强脉冲电磁力的作用下换能器上的驱动板向车皮冲击，在应力波和瞬时强机械敲击的共同作用下，残余冻煤与列车车皮表面分离，利用翻车机与传送带间的落差，在翻车机倾倒时将大块冻煤摔碎，最后达到破冻的目的．介绍了电磁脉冲振动清车的特点，分析了现场试验结果，探讨了其应用前景．试验结果表明，磁脉冲振动清车技术是解决列车冻车问题有效、快捷、简便、节能的新技术、新方法．

新型井口脉冲振动固井装置的研制与应用

所谓井口脉冲振动固井,是在注水泥作业完成后,在井口对候凝的水泥浆施加压力脉冲,使环空水泥浆保持运动状态,消除水泥浆在凝固过程中胶凝失重,达到防止固井后环空气窜和改善水泥浆一、二界面的胶结质量之目的。为实施井口脉冲振动,研制开发出井口脉冲振动固井装置,以压缩空气作为脉冲振动的动力,由脉冲发生装置通过控制进气和排气时间,调节脉冲振动频率,由调压阀控制余压调节装置,实现压力振幅调节,振动频率0～5Hz;压力脉冲振幅0～1.2MPa。10多口井的现场试验表明,脉冲振动固井装置设计合理,操作方便,改善了水泥浆胶结质量,是有效提高复杂油气井固井质量的一种新设备。

候凝过程中脉冲振动水泥浆防止环空气窜机理

水泥浆静胶凝强度发展会造成水泥浆失重,当环空静压力和气体在环空中的流动阻力之和小于气层压力时,就会形成环空气窜的缺陷,这是发生环空气窜的主要原因。对环空中候凝水泥浆实施低压低频脉冲振动可以从3个方面防止环空气窜:①在水泥浆由液态向固态转化的过程中,脉冲振动使水泥浆保持低速运动状态,可以大幅度减小由于水泥浆静胶凝强度发展引起的水泥浆失重,有效防止环空气窜的发生;②脉冲振动可以促进水泥的早期水化,提高水泥浆早期抗窜能力;③脉冲振动可以提高水泥浆与2个界面的胶结质量,改善水泥石微观结构,使水泥石更加密实,防止气层气体通过水泥环界面和水泥石基体内部气窜。从环空气窜机理入手,分析了水泥浆水化过程中静胶凝强度发展特征,并阐述了候凝过程中脉冲振动水泥浆防止环空气窜的机理。

脉冲振动固井技术研究

为提高水泥浆胶结质量,防止固井后油气水窜,提出了脉冲振动固井新技术。研制开发了新型脉冲振动固井室内评价装置,通过脉冲振动可以有效地改善水泥浆性能,水泥石的胶结强度平均提高了11%～22%,水泥浆的初凝时间平均缩短了3%,初终凝过渡时间平均缩短了12%～17%,水泥石的抗压强度平均提高了10%～14%,水泥浆稠度系数K平均降低了16%～63%;利用电镜扫描、X射线衍射、压汞实验等分析手段,对比分析了脉冲振动处理后的水泥石微观结构、水化产物和水泥石孔隙特征的变化规律,脉冲振动促进了水泥水化反应,改善了水泥石的微观结构;分析了水泥水化过程中水泥浆失重特性,根据水泥浆静胶凝强度与水泥浆失重的关系,阐述了利用脉冲振动固井技术减少水泥浆失重和防止环空气窜的机理;为实现对候凝过程中的水泥浆实施脉冲振动,研制开发了新型井口脉冲振动固井装置,经过10余口井的现场应用,取得了良好的固井效果。

LMC脉冲振动磁选机在难选微细粒磁铁矿精选试验中的应用

对于微细弱磁铁精矿,分别采用磁选、反浮选和摇床重选进行精选.结果表明,用LMC脉冲振动磁场磁选机可较大幅度提高磁铁精矿品位,降低SiO2品位.当给矿为Fe品位54.41%的弱磁铁精矿时,利用该设备进行一粗一精选别,可得到Fe品位60.12%、SiO2品位3.87%的铁精矿,铁回收率85.11%.

汽车发动机气门间隙故障的脉冲振动诊断

以发动机压缩冲程上止点为参考信号，采用时域分离技术，得到进、排气门的特征频率，找到适宜的气门间隙故障定量诊断方法。气门间隙故障的脉冲振动诊断可通过选取参考信号对振动响应信号进行加窗处理，从而实现了具体气门的间隙故障定量诊断，这在实际气门故障诊断及对其他机械故障的研究都具有重要意义。

水力脉冲振动技术提高固井质量的研究与应用

河南双河油田长期以来经过分层布井、三次加密钻井、高压注水和大排量强抽,形成了地下高压层、常压层、低压层共存的多压力体系,层间压差大,产层水淹严重等情况,由此,给固井质量带来严重影响,固井质量一次合格率逐年下降。通过调研得知在建筑行业的混凝土浇注过程中,采用振动脉冲技术可清除蜂窝孔洞而使水泥石胶结致密,从而提高混凝土与钢筋间的胶结强度,依据这种原理,在固井施工过程中采用振动技术,水力脉冲振动器产生的振动波,能有效地改善水泥浆与地层、套管的胶结质量,可以提高环空封固段内水泥石胶结质量。

脉冲振动磁场磁选机控制器的研究

介绍一种基于单片机的磁选机控制器的研究方案,分别阐述了脉冲振动磁场磁选机控制器的硬件设计和软件设计,该控制器具有可控性强、精度高、性能稳定、操作简便等特点。

低频脉冲振动结合人工按摩对乳腺疏通作用的研究

目的探讨低频脉冲振动结合人工按摩对乳腺疏通的效果。方法选择我院2019年1月-2020年3月分娩后进行乳腺疏通的80例产妇纳入本次研究,按照随机数字表法分为2组,每组40例,对照组接受单纯手工按摩干预,观察组接受手工按摩结合低频脉冲振动干预。对比分析,2组产妇治疗前后乳房肿胀硬度、胀痛程度、肿块数量、乳汁排出状态。结果与对照组相比,观察组乳房胀痛程度较轻、乳房肿胀硬度较好、乳汁分泌充足,均有显著差异(P<0.05);观察组乳房无肿块,对照组乳房肿块为(2.45±0.18)块,差异显著(P<0.05)。结论低频脉冲振动结合人工按摩对乳腺疏通效果较好,可以改善产妇的乳房肿胀硬度、胀痛程度、肿块数量、乳汁排出状态,应用价值较高。

磁脉冲振动清车装备的研制

大秦铁路冬季运煤列车因气候寒冷及煤中含有水份而经常发生煤冻结在车厢壁上的现象,致使车厢中的冻煤在港口翻车机上不能自动卸车。这一问题严重影响了大秦线列车周转及生产效率,使国家能源运输命脉的畅通严重受阻。

水泥稳定级配碎石脉冲振动螺旋搅拌机开发研究

水泥稳定级配碎石脉冲振动螺旋搅拌机是一种新型的振动搅拌机械,具有结构简单、全向振动、工作稳定、寿命长、维修简单、使用成本低的特点。对比试验表明:与普通偏心式振动搅拌机相比,脉冲振动螺旋振动搅拌机生产的混合料均匀性更好。