SDTK1井钻铤接头二次上扣特性分析与井下等效冲击扭矩预测

基于8"(203.2mm)钻铤接头三维弹塑性有限元模型,分析复杂载荷条件下NC56钻铤接头内、外螺纹的受力特征和井下二次上扣特性,通过有限元分析,根据接头内、外螺纹台肩处相对偏移量计算井下等效冲击扭矩,形成井下等效冲击扭矩的预测模型,利用塔里木盆地GT1井井下实测结果验证该模型正确性,并应用于中国第1口超万米特深井——深地塔科1井(SDTK1井)。结果表明:复杂载荷作用下钻铤接头应力分布不均匀,台肩处和靠近台肩的螺纹牙处vonMises应力水平相对较高;对于按API(美国石油学会)标准上扣的203.2mm钻铤接头,当井下等效冲击扭矩超过65 kN·m时,钻铤接头的上扣预紧平衡被打破,钻铤接头发生二次上扣;随井下等效冲击扭矩的增大,内、外螺纹台肩处相对偏移量增加。SDTK1井井下存在较大冲击扭矩,井下载荷环境复杂,需要采用双台肩钻铤接头以提高接头的抗冲击扭矩能力或优化作业参数来降低井下冲击扭矩,从而有效防止钻具失效。

磁耦合谐振式电动汽车无线充电技术耦合线圈抗偏性设计

通过研究无线充电磁耦合谐振线圈传输性能影响因素,建立电动汽车无线充电磁耦合线圈联合仿真模型。对比圆形和方形不同构型耦合线圈在偏移情况下耦合系数和传输效率的仿真结果,表明圆形线圈在侧向偏移10 cm的情况下,仍能保证70%左右的传输效率,其输出功率远高于方形线圈。此外,通过优化圆形线圈结构参数,并增加E型铁氧体磁芯,仿真证明其优化电磁耦合线圈即使在侧向偏移达到20 cm时,输出功率也达到了2996.4 kW,保证85%的传输效率,达到国家电动汽车无线充电磁耦合线圈的抗偏移性能传输要求。

特深井井下等效冲击扭矩作用下钻铤接头三维力学特征分析

特深井钻井时钻柱在井下受到强烈的冲击扭矩作用,严重威胁着钻井施工安全,需要进行特深井钻柱井下冲击扭矩的测量和分析。首先,采用三维力学分析方法得到了不同扭矩作用下钻铤螺纹接头的受力特征,建立了内、外螺纹之间相对偏移量与井下等效冲击扭矩之间的对应关系;然后,以西部油田某特深井上部井段ϕ203.2 mm钻铤NC56接头为例,利用刻痕法测量内、外螺纹台肩的相对偏移量,反演得到与偏移量相对应的井下等效冲击扭矩,并用实际测得的钻铤接头卸扣扭矩进行了验证。实测数据表明,钻井过程中井下存在很大的冲击扭矩,使钻铤接头在井下发生二次上扣。根据实测偏移量反演计算的井下等效冲击扭矩与卸扣扭矩吻合程度高,表明该方法具有较好的可靠性。分析表明,上扣预紧状态对钻铤接头的井下二次上扣特性有很大影响,避免欠扭矩上扣是防止钻铤接头井下二次上扣的有效手段。

基于IR-ADMM组合技术对地震随机噪声的压制

稀疏表示是一种现行有效的随机噪声压制方法,常采用交替方向乘子法逐道分解地震信号,但实际应用中交替方向乘子法计算效率高但精度不足,难以满足高保真地震数据处理的要求。通过结合迭代重加权和交替方向乘子法2种算法,提出了一种新的基于迭代重加权交替方向乘子法的联合稀疏表示方法,兼具收敛速度快和重建精度高的优点。共偏移距道集地震数据具有水平同相轴结构,满足共稀疏性条件,将联合稀疏表示算法应用于共偏移距道集就能够利用信号的空间相干性,提高去噪算法性能。理论和实际资料试算结果表明,所提算法具有较好的应用效果。

搅拌针偏移量对铝/铜异质金属搅拌摩擦焊接过程和接头组织性能的影响

采用搅拌摩擦焊接技术对2 mm厚6061铝合金和紫铜合金异质金属进行对接试验,研究搅拌针偏移量对铝/铜异质金属接头组织和性能的影响。研究发现,由于铝和铜两种材料的流动性存在差异,随着搅拌针由铝侧向铜侧偏移,搅拌头-工件界面的温度无明显变化,而焊接过程中的前进阻力显著增大,且接头机械互锁程度也更加充分。对铝/铜异质接头微观形貌进行扫描电子显微镜分析,发现铝/铜界面处的金属间化合物层呈清晰的双层结构,分别为靠近铝侧的Al_(2)Cu层和靠近铜侧的Al_(4)Cu_(9)层,此外金属间化合物还以颗粒状和条带状等形貌分布在铝/铜界面附近。搅拌针偏向铜侧0.5 mm时得到的铝/铜异质接头机械互锁程度和金属间化合物分布最为理想,接头抗拉强度达到200 MPa。

六转轴起落架收放偏差分析及可行性研究

通过建立起落架撑杆数学模型,对撑杆接头偏距问题进行分析研究,确立六转轴型起落架正常收放的关键条件。通过分析撑杆变形对收放载荷的影响,对起落架配合公差进行控制,确定六转轴起落架满足设计要求。

装配式地铁车站结构接缝防水关键技术研究与应用

装配式地铁车站结构的接缝防水性能一直备受行业的关注,针对装配式车站的结构构造、构件制作及施工工艺等特点,对与接缝防水性能高度相关的“接缝张开量”和“密封垫错位量”两个关键参数的主要影响因素和控制指标进行分析,结合密封垫防水性能试验研究及实际工程应用监测结果,充分论证接头接缝“两垫+一注+一嵌”多道防线的关键技术。双道密封垫以三元乙丙橡胶(EPDM)弹性密封垫作为主防水,复合遇水膨胀橡胶作为加强防水,形成复合式多孔多槽形密封垫,密封垫为接缝防水主要防线,注浆和嵌缝为辅助防线。研究和实际应用表明,装配式车站结构的接缝防水,不仅在防水构造措施方面与盾构隧道不同,而且在各项控制标准方面也存在较大差异,张开量10 mm、错位量5 mm是装配式车站结构接缝防水性能控制的合理指标;单道防水密封垫,在张开量10 mm、错位量5 mm的情况下,能抵抗水压力1.0 MPa,满足埋深30 m车站结构抵抗2~3倍水头压力的性能要求,并在使用100年后,仍存在约67%的残余应力值,具有长期耐水压性能;双道防水密封垫,较单道密封垫防水性能提高有限,提高率在20%~30%之间,但在衬砌外道密封垫出现局部漏水时,双道密封垫的优势显著;从接缝合理张拉锁紧荷载的角度考虑,三元乙丙橡胶密封垫的硬度需要较常规盾构隧道密封垫降低5 SHA,即采用60 SHA,其单位长度完全压缩荷载指标不大于40 kN/m。目前已建和在建车站工程,实测结构接缝最大张开量和表面最大错台量均满足接缝防水性能控制标准的要求,在未设置外包防水层的情况下,接缝无渗漏水现象发生。

基于稀疏贝叶斯联合估计的多天线信号判决反馈频域均衡方法

相比于经典解耦处理的前馈均衡方法,判决反馈均衡具有更优的性能,但现有方法主要针对收发静止或理想载波同步的情形.本文提出了一种针对未理想载波同步多天线信号的判决反馈频域均衡方法.文中首先基于最小均方误差准则推导了多天线联合判决反馈频域均衡优化模型,针对模型中残余频偏、信道系数、噪声方差等参数难以直接求解问题,给出了基于稀疏贝叶斯的迭代估计方法,并通过近似计算,给出了所有参数估计式的闭式解,避免了网格搜索带来的计算量负担.所提方法综合考虑多天线信号接收处理不同环节之间的关联性,采用迭代处理方法进行联合寻优.仿真实验表明,所提方法能够有效抑制信道衰落的影响,与现有方法相比,在接收单元数目较少和信噪比较高时优势体现更加明显.

基于载波变频稀疏采样与阵列移动的TOA-DOA联合估计

文中提出了一种利用少量传感器和少量快拍实现多目标波达时间(Time of Arrival,TOA)和波达方向(Direction Of Arrival,DOA)联合估计的方法。该方法设计了一种基于移动平台的完全稀疏阵列,保证不同时间的阵列位置合成后不存在重叠,并且通过差分变换可以得到更大的阵列孔径。同时,考虑了载波频率变换场景下一种新的稀疏采样方法,可以利用少量的快拍得到大量的虚拟数据,进而能够实现小快拍条件下TOA/DOA的精确估计。仿真结果表明,与传统的均匀线性阵列结合均匀采样的方式相比,文中所提方法能够识别更多的目标。同时,该方法的估计精度优于基于固定平台的嵌套阵列结合嵌套采样的方式。

球面并联式人形机器人髋关节机构运动学与仿生设计

从结构和功能仿生角度出发,提出球面并联式人形机器人髋关节机构,并针对其开展运动学分析与仿生设计。根据人体髋关节结构和运动特性,选取3-SPS/S(S为球面副,P为移动副)球面并联机构作为髋关节仿生原始构型;依据螺旋理论对髋关节原型机构自由度数目、性质及位置反解进行分析;采用遗传算法,以姿态工作空间最大化为目标对并联髋关节机构进行优化;结合人体髋关节实际结构特点,提出偏置输出方式,从而使得机构实际输出空间的形状和位置更加符合人体髋关节运动轨迹需求。研究内容为人形机器人髋关节仿生的理论研究和进一步的样机研制奠定了基础。

偏置输出的3-RRR+(S-P)仿生关节机构设计与分析

针对3-RRR+(S-P)球面并联机构安全工作空间较小,不能满足人形机器人肩关节、髋关节工作空间设计需求的问题,依据仿生设计理论,参照人体肱骨结构,提出了偏置输出的设计思想,并以3-RRR+(S-P)球面并联机构为原型,设计完成了偏置输出的3-RRR+(S-P)仿生关节机构。通过坐标变换的方法,得到新型仿生关节机构与原型机构工作空间的映射关系,进而得到新型仿生关节机构的安全工作空间。在保留原型机构运动学、力学特性的基础上,新型仿生关节机构的安全工作空间大幅增大,完全可以满足人形机器人肩关节、髋关节工作空间的设计需求。

节理在不同接触状态下的渗流特性

将取自雅砻江水电站锦屏二期工程施工现场的白色大理岩,采用劈裂法制成张拉性人工节理试件,用TJXW–3D型岩石节理表面形貌仪测量节理的表面形貌,并采用自行编制的表面形貌和组合形貌参数计算软件,分析其用以表征节理表面形貌的节理面二维分形维数,以及用以表征组合形貌的节理内空腔的三维分形维数。对节理面进行错位,以改变其接触状态,然后进行不同接触状态下节理的渗流试验。将试验实测结果与传统的经验公式及各种修正公式的计算值进行比较,发现利用现有经验公式分析试验结果存在较大的偏差。通过对实测数据做进一步分析,发现表征节理表面形貌和组合形貌特征的分形维数也是影响节理渗透率的重要因素之一。综合考虑节理透过率以及表征节理形貌的分形维数等因素对节理渗透特性的影响,得到更为合理的节理渗流经验公式,该公式具有更广阔的应用前景。

钢/铝CMT接头熔合面积对接头抗剪强度及破坏模式的影响

针对低碳镀锌钢板与6061铝合金CMT熔钎焊接头熔合面积对其抗剪强度和破坏模式的影响进行研究。结果表明:熔钎焊过程中,随着焊枪相对于搭接接头中心线偏移量的增大,接头的熔合面积逐渐减小,润湿角增大,进而导致接头的抗剪强度逐渐减小,接头的断裂位置由铝熔合区破坏向钢/铝界面层破坏转变。根据实验结果,考虑界面层的失效判据,建立CMT接头拉剪过程的数值模型,讨论熔合面积影响接头抗剪强度及破坏模式的原因。

纵波和转换波联合AVO反演方法研究

目前纵、横波振幅随偏移距变化(AVO)的联合反演,包括弹性参数反演、梯度反演、阻抗反演和模量反演时都假设速度比值为常数2。实际速度比值偏离2越大,抽取同一反射点纵波和转换波数据的误差越大,反演误差也越大。为此提出了一种基于方向加速度最优化方法的对上、下层纵、横波平均速度比值和上层纵、横波速度比值同时扫描的AVO联合反演方法。实践证明,利用该方法不但可以获得比常速度比值更精确的反演结果,而且可以得到较准确的速度平均比值和上、下层的速度比值。

存在错边时焊缝余高的测量

对接接头存在错边时 ,用现行方法测量会得到两个值 ,究竟那一个是真实余高值 ,大家莫衷一是。本文从石油、化工工业用焊制压力容器和钢管的生产实际出发 ,分析了余高定义的本质 ,指出了对接接头存在错边时究竟哪一部分金属是焊缝的余高 。

股骨偏心距和髋臼旋转中心对人工全髋置换术后关节功能影响的回顾性研究

[目的]通过股骨偏心距及髋臼旋转中心手术后测量,探讨其变化对人工全髋置换术后关节功能的影响。[方法]临床随访本院人工全髋置换术后患者87例(92髋),均为首次行全髋关节置换术患者,平均随访时间2年1个月,测量手术后双髋关节X线片,比较术后假体股骨偏心距、旋转中心与解剖股骨偏心距、旋转中心符合率,对患者术后髋关节功能进行Harris评分并分组进行统计学分析。[结果]股骨偏心距及髋臼旋转中心均恢复(A组)27例(29.35%),(B组)仅FO恢复23例(25.00%),(C组)仅HJC恢复31例(33.70%),(D组)FO及HJC均未恢复11例(11.96%),Harris评分优良率A组96.30%,B组为73.19%,C组为74.19%,D组为27.27%,Harris评分优良率A组与B组(P=0.039),A组与C组(P=0.029),A组与D组(P=0.000)差异均有统计学意义。[结论]股骨偏心距及旋转中心的恢复对人工全髋置换术后关节功能有直接影响。

基于贝叶斯理论的叠前多波联合反演弹性模量方法

AVO反演可以获得地层岩性和流体信息,而叠前反演问题都是高维的和非适定的,因此获得可靠稳定的解对叠前反演至关重要.本文给出了一种基于贝叶斯理论的纵波和转换波联合反演密度比和模量比的方法.鉴于剪切模量比、体积模量比可以更好地指示油气,基于岩石物理中速度比与模量比之间的关系,将此关系式代入Zoeppritz方程的近似形式Aki-Richards公式中,得到与模量比有关的反射系数近似公式.联合纵波和转换波,利用最小二乘准则构建目标函数,最终反演出密度比、剪切模量比、体积模量比三个参数.在反演过程中引入贝叶斯理论,假定先验信息服从高斯分布,待求参数服从改进的Cauchy分布,并去除待求参数之间的相关性.利用模型数据和实际数据对本文方法进行测试,并与常规的单独利用纵波数据来反演方法进行比较,结果表明联合反演稳定性更好、精度更高、抗噪音能力更强,验证了本文方法的可行性和有效性.

PCMA系统中干扰信号的频偏与时延联合估计

针对合作接收的高阶调制成对载波多址(PCMA,paired carrier multiple access)信号,提出一种频偏与时延联合估计的算法。算法利用本地存储的序列样本作为辅助数据,与混合信号求相关得到目标函数,采用二维搜索的方法估计频偏和时延。通过设置联合估计的门限值,大大降低算法的计算量。推导干扰信号频偏与时延估计的修正的克拉美罗界(MCRB,modified Cramer-Rao bound),为算法性能评价提供理论依据。仿真结果表明,8PSK调制方式下频偏估计算法与已有算法性能相当,但复杂度降低了23。

非合作通信中MQAM的定时载波联合同步

针对非合作通信系统中多径信道下含有大符号率偏差的M进制正交振幅调制信号定时载波的同步问题,提出了一种基于改进加德纳算法的M进制正交振幅调制信号定时载波联合同步方法.该方法首先利用加德纳算法中频偏与算法输出值之间的关系,进行定时偏移估计与载波偏移粗估计;然后利用与其相差半个码元的定时误差检测输出值的绝对值差进行锁定;最后利用锁相环跟踪细微的频偏和相偏.仿真结果表明,在多径信道下,所提的定时偏移和载波偏移的联合估计方法具有良好的估计性能.

MU-MIMO-OFDM上行频偏与信道联合跟踪

本文提出了一种在MU-MIMO-OFDM(Multiple-User Multiple-Input-Multiple-Output Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing)上行链路中,联合跟踪残留频偏(Residual Carrier Frequency Offset,RCFO)和信道的算法.本算法采用EM(Expectation Maximization)方法求解该非线性问题,并使用变分推断来近似原来复杂的隐变量的后验概率.在估计RCFO时,考虑了信道估计误差的概率分布,从而降低了信道估计误差对跟踪性能的影响.仿真中,本算法达到了较高的跟踪精度,尤其是在高信噪比时没有误差平台问题.