深水采油树Spring-Seal密封圈接触模型构建与实验测试

为提高深水采油树在高压、高温、低温等工况下长时间工作的稳定性,对采油树密封圈进行重新设计,提出Spring-Seal密封圈(以下简称S密封圈);基于赫兹接触理论、填料密封接触理论,重新构建S密封圈接触力学模型;建立有限元仿真分析模型,分析不同条件下S密封圈的密封性能,同时验证新建接触模型的合理性;利用实验测试S密封圈的实际密封效果。研究结果表明:S密封圈在高压、高温、低温等工况下能够长时间稳定工作且密封性能良好。研究结果可为S密封圈的接触研究及工程运用提供理论参考。

渤中8-4油田“S”型走滑转换带特征及其对浅层油气侧封的控制作用

新构造运动在渤海海域表现强烈,形成了渤中凹陷特有的走滑构造体系和浅层油气藏。前人研究集中在走滑运动论证和走滑转换带类型探讨上,缺乏对走滑构造带控藏作用的精细研究。利用地震资料,结合油田实例,探讨了渤中8-4油田走滑转换带特征和对油气侧封的控制作用。研究认为,渤中8-4油田主断裂为“S”型走滑转换带,发育释压带和增压带两类转换带。释压带地层陡,圈闭不发育,是油气由深向浅的充注段;增压带地层缓,背形特征清晰,低幅断鼻、断块圈闭集中发育,为油气汇聚区。建立了走滑断裂封闭指数以定量表征走滑转换带的侧封能力,通过近20个油田的统计分析,认为可以把走滑断裂封闭指数4作为走滑断层侧封的临界值。该成果为富砂背景下的浅层油气勘探工作提供了一种新的方法和思路。

油气保存单元的概念与评价原理

“油气保存单元”是一个盆地内部三度空间上封闭流体的含油气地质单元。根据其空间结构特点与随时间的演变特征可以将油气保存单元划分为继承型、改造型与重建型等 3种基本类型。通过对封盖层和断层的封闭性能与封闭时间的匹配分析 ,以及对岩浆活动、地震活动与水文地质作用等关键事件的研究 ,可以划分油气保存单元。结合盆地与含油气系统的研究成果 ,可以深入剖析油气保存单元内部的成藏要素与成藏作用 ,从而对其进行综合评价。以楚雄盆地为例 ,通过对 7个油气保存单元的分析与评价 ,优选出东山、中和 -大姚与永仁等 3个有利的油气保存单元。

连续管钻井水力加压器结构设计

连续管钻井过程中,底部钻具组合无钻铤,钻压施加困难。为此,设计了一种适用于88.9 mm微小井眼连续管钻井的73 mm三级水力加压器,建立了水力加压器串联在涡轮钻具上方时产生的轴向推力计算模型。为了延长水力加压器的工作寿命,设计了密封性能优良的车氏密封结构;主活塞杆与主缸体之间采用矩形花键连接方式,并进行了矩形花键连接副的接触应力分析。计算与分析结果表明,在钻井液排量5.0～6.0 L/s、密度1.05～1.20 g/cm3条件下可产生50～90 kN的轴向推力,完全满足88.9 mm微小井眼连续管钻井需要。

工况因素对S密封结构强度与密封性能的影响

S密封是为满足石油天然气行业的高温、高压和复杂的流体介质工况而专门设计的一类特殊密封圈。为研究S密封的结构强度和密封性能,建立S密封圈二维轴对称模型,仿真研究其在安装工况和作业工况下压缩量、介质压力和温度载荷对密封面结构强度和密封性能的影响规律。结果表明:在安装工况时, S密封圈弹性体最大等效应力和最大剪切应力出现在密封圈内部中心位置,最大等效应力分布呈轴向对称;在作业工况时,最大等效应力和最大剪切应力在中间靠近间隙位置;随着外过盈量和介质压力增大,弹性体最大等效应力和内外接触应力均呈现增大趋势;温度增加时,最大等效应力和内外最大接触应力均增加,但最大等效应力增加趋势较小。研究结果为S密封圈的性能和强度优化研究提供理论支撑。

高邮凹陷南部断阶带油气勘探潜力分析

高邮凹陷南部断阶带构造破碎、成藏条件复杂,导致勘探效益低。通过对南部断阶带的构造、油源、油气二次运移、储层、保存等条件及地震资料品质分析后,认为该区还有很大的勘探潜力。只要加强对构造的识别和油气成藏规律的分析,一定能取得大的突破。

气体热黏效应对干气密封性能影响的数值分析

基于气体多变过程理论和气体润滑理论,通过对雷诺方程的多变指数进行修正,建立了分析螺旋槽干气密封热黏效应的数学模型.采用有限元法对黏度对于干气密封性能的影响进行数值分析.结果表明多变指数和黏度越大、压力和温度越高,则干气密封的端面气膜承载能力越强;在高速或中、高压工况下,需考虑气体热黏效应对干气密封性能的影响;当端面平均气膜厚度大于2μm时,气体热黏效应对干气密封性能参数与气膜厚度关系的影响可以忽略不计.

齿形滑环组合密封的摩擦力矩计算

利用ABAQUS有限元软件对齿形滑环组合密封件进行建模仿真,采用网格重划技术保证仿真结果收敛,得到不同介质压力下的动密封接触面的压力分布曲线,并且进行二次多项式拟合计算得到齿形滑环组合密封的摩擦力矩理论计算值。通过搭建动密封测试平台,实际测试不同介质压力下齿形滑环组合密封的密封效果,并且得到摩擦力矩的实验值,结果摩擦力矩理论值和实验值基本吻合。结果表明:齿形滑环组合密封效果良好,摩擦力矩的理论计算基本正确,该密封的摩擦力矩与介质压力之间基本呈线性关系。

弹底火药气体的间隙密封结构性能分析

针对弹射式侵彻数据回收装置在弹底开孔后,其弹射通道的间隙需要密封的要求。设计了8种间隙密封结构,计算了最大膛压时及整个内弹道时期的火药气体状态参数,并应用FLUENT软件对这些密封结构间隙通道中火药气体的压强变化情况进行了仿真分析,从而对比其密封性能,确定最佳密封结构,根据仿真结果选取3种典型结构进行了试验验证;结果表明,在这些弹底火药密封结构中,密封檐、迷宫和凹槽形状等结构因素对火药气体的密封作用不同,其中檐式直角矩形凹槽型密封结构的密封效果最好,增加密封圈后密封效果更佳。研究结果可以为高温高压火药气体密封相关研究提供参考。

螺旋槽干气密封气膜特性的近似计算及试验研究

从N-S方程出发,推导螺旋槽内稳态微尺度流动场的非线性雷诺方程。应用PH线性化方法,并采用小参数迭代法进行求解,近似求得螺旋槽内气体动压分布的解析解,继而求出泄漏量以及功耗。结果表明:试验测出数值与计算结果较为吻合,表明所建立的螺旋槽干气密封端面间气体流动过程力学和数学模型是正确的,所编制的近似计算程序是可行的。

蝶阀密封结构的技术进化理论分析

分析了蝶阀密封结构的进展过程,运用TRIZ技术进化理论对蝶阀密封结构的进化路线进行了系统分析,并探索了未来蝶阀可能的密封结构状态。

刷式封严磨损特性及其对泄漏影响的试验研究

为了获得刷式封严磨损特性及其对泄漏影响,对间隙、过渡、过盈3种配合状态的低前挡板型小尺寸刷式封严进行了试验研究,试验测量了磨损量、泄漏量和转子轴心轨迹等。根据测量结果对各配合刷式封严的磨损特性和磨损对泄漏影响进行了研究。分析结果显示,在磨损特性方面:间隙配合状态下,磨损是局部磨损;过盈配合状态下,磨损发生在整个试验阶段,在试验初始阶段磨损较严重,且磨损较为均匀地发生在整个圆周;过渡配合的磨损发生在整个圆周上,且其磨损不均匀。在磨损对泄漏影响方面:间隙配合状态下,试验初始阶段小压差下磨损对泄漏的影响不明显,在中等压差0.2~0.3MPa时较为明显;过渡配合,磨损对泄漏的影响在小压差和中等压差下较为明显,大压差下不明显;过盈配合下,磨损对泄漏的影响发生在整个试验阶段且磨损对泄漏的影响随磨损量变化的减小而逐渐减小,试验的初始阶段磨损对泄漏的影响最为明显;试验的初始阶段,过盈配合时磨损对泄漏影响最大,过盈配合时次之,间隙配合时最小。

泵用平衡型波纹管式机械密封的研究

研究设计了一台弹簧比压可调的机械密封试验台，并对平衡型波纹管式机械密封的弹簧比压、转速、介质压力、泄漏量以及摩擦扭矩等数据进行了测试。结果表明，运行中的机械密封存在一个适宜的密封工作点，通过对弹簧比压的控制与调节，可实现这一工况。

注浆堵水技术在石槽村煤矿副立井施工中的应用

为合理解决石槽村煤矿副立井井筒施工中穿含水层问题,为井筒施工创造有利条件,应用定向钻井和综合注浆技术,井筒施工前对地面预注浆过程采用S孔定向钻井,通过设置合理的技术参数,应用合理的注浆工艺、注浆材料及注浆设备,使注浆和井筒掘砌同时进行。工程实践表明:12个强含水层总涌水量从391 m3/h减小到5.7 m3/h,实现了打干井的目的,堵水效果明显。

病死动物无害化处理技术与可追溯系统实现初探

病死动物是动物疫病发生的重要传染来源,处理不当对公共卫生安全、人畜健康和产业发展影响极大。本文调查分析了国内外现有病死动物处理方法,主要包括填埋法、焚烧法、高温化制法、发酵堆肥法四种。欧美国家以深埋、焚烧和堆肥为主,但近年来,由于畜牧业的快速发展和环境保护力度的加大,以高温化制法为代表的病死动物资源化利用技术不断成熟,成为主要的处理方式。而在国内,处理方法以高温高压化制法为主,以填埋、发酵等方法为辅。在此基础上,本文剖析了国内病死动物在集中无害化处理中的技术难点,主要来自于收集、暂存及运输过程中的安全风险。为此,提出了一种基于密封包装的病死动物可追溯系统,阻断疾病传播、降低收集和运输风险,实现对病死动物来源和去向的精确实时监控。同时,可追溯系统还可以通过集中处理中心对病死动物的来源进行有效监管、快速检验,及时掌握病死动物死因和疫情发展动态,进而为管理部门决策、养殖场户风险预警提供指导和帮助。

具有正弦波模型间隙流动的研究

把粗糙表面简化为近似正弦波形状的平面模型,研究了平面粗糙度对缝隙流动的影响。通过对高频正弦粗糙表面模型建立N-S(Navier-Stokes)方程和液流连续性方程,采用逐步迭代法求出一级和二级压力、流速分布规律,以及适用于光滑表面、粗糙表面的流量公式,并求出表面粗糙度对流量影响的流量修正系数。实验结果与理论计算结果基本吻合。

波涌灌间歇供水表面密实层特性的实验研究

根据田间试验、前人的研究成果及现代控制理论中“黑箱”理论的思想，作者提出波涌灌入渗的结构模型。进而提出定量描述波涌灌土壤性能变化的指标表面密实层的饱和导水率ｋｓ和糙率ｎ值。利用成层土壤入渗理论推导出求解表面密实层饱和导水率ｋｓ的公式，设计出定量测定有关参数的试验方法，并用入渗仪定量测出有关参数的量值。同时研究了表面密实层饱和导水率ｋｓ与土壤机械组成、土壤容重、供水中断时间的定量关系。建立了表面密实层饱和导水率ｋｓ的求解模型，并且用试验方法定量测出表面密实层的糙度ｎ值，ｎ值约为０．０２５。为波涌灌效果的描述及波涌灌系统模拟奠定了基础。

食品包装机横封横切机构速度控制

为了提高枕式食品包装机包装精度,需要保证横封封切点在食品袋体色标位置,因此对横封横切机构速度的精确性、稳定性、平滑性以及连续等具有较高要求。首先分析了传统S曲线加减速方法,发现传统S曲线加减速时间较长,且存在较大的阶跃变化,从而导致包装机横封横切机构出现冲击和振动,基于此本文设计了一种同时兼顾加减速时间和冲击的五阶S曲线速度控制方法。在保证包装效率的前提下,以减小加减速时间和提高速度曲线的平滑性为优化目标,对横封横切机构速度进行了优化。经过优化后的加减速时间明显缩短,且加速度曲线更加平滑,有效避免了加减速过程中出现加加速度出现阶跃,提高了横封横切机构加减速的平滑性和柔性。

焊接工艺的改进

介绍了压电角速率传感器用敏感元件的焊接及密封工艺的改进。采用新工艺后，敏感元件的成本降低，可靠性提高及性能得到了改善。将该工艺应用到低频滤波器用谐振子中，同样得到了满意的结果。

轴向微扰下干气密封螺旋槽润滑气膜的稳定性分析

推导了干气密封螺旋槽内瞬态微尺度流动场的非线性雷诺方程,应用PH线性化方法及变分运算,得到了轴向微扰下气膜反作用力的增量,继而利用复数转换和迭代法对静态下气膜边值问题进行求解,获得了气膜轴向刚度的近似解析解,并通过动态稳定性分析,获得了稳定性最佳的螺旋槽几何参数值。