页岩气分离器阀套式排污阀冲蚀特性研究

为解决页岩气开采过程中砂粒经过分离器后对排污阀造成严重冲蚀的问题,以长宁页岩气田某井为例,基于FLUENT软件,采用数值模拟的方法模拟在不同速度、砂量、粒径、形状系数和阀门开度情况下砂粒对排污阀冲蚀特性,并评估影响排污阀冲蚀特性的主要因素,明确排污阀的冲蚀情况。结果表明:阀瓣与节流孔冲蚀破坏是造成排污阀失效的主要原因;随着阀门开度减小,阀内压差呈指数式增长,在阀瓣和节流孔处流速最大,砂粒形状系数减小,对阀门冲蚀越严重;基于敏感性分析,各因素对阀门冲蚀特性影响程度为:ξ_(l)(速度)=0.73,ξ_(m)(砂粒粒径)=0.71,ξ_(n)(砂量)=0.70,ξ_(q)(形状系数)=0.67。因此,建议通过增大阀门内部流通面积将流体流速控制在7m/s以内,提高除砂器除砂能力,避免粒径较大的砂粒(砂粒粒径>60μm)进入排污阀,将进入排污阀的砂粒粒径控制在60μm内,为现场设备评价优化提供有效手段。

缩腔型套筒控制阀额定C_(V)值误区分析

介绍了套筒控制阀额定C_(V)值的定义,对缩腔型套筒阀的额定C_(V)值数模计算分析进行了重点介绍。经过CFD流体分析、实验室流量测试和数模理论计算,比较了部分缩腔型和全腔型套筒阀产品的流通能力,发现阀芯尺寸相同但阀门口径不同的套筒阀,大口径缩腔型的流通能力优于小口径全腔型,在选择某些缩腔型套筒阀产品时,应注意产品C_(V)值计算选型误区,避免选择相对开度偏小的控制阀。

基于厚壁圆筒理论的袖阀管注浆开环压力计算方法及影响因素分析

目的袖阀管注浆技术已广泛应用于地层加固、路基病害治理、地铁站渗漏水处治等众多工程领域,然而袖阀管注浆的关键技术—开环压力的确定问题目前尚未有效解决。为解决此问题,方法基于厚壁圆筒理论模型,提出任意倾斜状态下袖阀管出浆口地层应力计算方法,结合第四强度准则,建立考虑多因素综合影响的袖阀管注浆开环压力理论计算公式,并进行开环压力影响因素分析。结果结果表明,袖阀管注浆开环压力随套壳料抗压强度、套壳料与土体泊松比比值、注浆深度、地层最小与最大水平主应力比值的增大而增大,随着套壳料内外半径比、套壳料与土体弹性模量比的增大而减小。套壳料抗压强度、套壳料内外半径比、注浆深度和注浆钻孔方向对开环压力的影响较显著。注浆钻孔方向对开环压力影响较大,α一定时,开环压力随β增大而减小;β一定时,开环压力随α增大而增大。将本文建立的袖阀管注浆开环压力计算公式应用于新建大冶北至阳新铁路DK107+105框架顶进涵工程,并与现有开环压力计算方法进行对比,利用本文方法计算得到的开环压力值更接近现场实测范围,并优于现有计算方法。结论研究结果可为袖阀管注浆理论发展和现场应用提供支持。

旋流式套筒阀结构改进及流场空化研究

以DN 2000大口径套筒阀为研究对象,将阀内直流式套筒设计为旋流式套筒。采用Fluent数值模拟方法分析套筒阀不同开度下的压力、流线等,研究直流式和旋流式套筒对流场特性的影响,并对比阀内空化现象。结果表明:给定压差条件为0.8 MPa时,流体通过直流式套筒阀后,在出口段管壁处产生空化现象;流体通过旋流式套筒阀后呈螺旋状流动,在管道中心形成空化现象,且旋流式套筒阀内产生的气相与空化强度均小于直流式套筒阀。因此,旋流式套筒阀比直流式套筒阀具有一定的抗空化性能,能够防止空化对阀内零件和管道壁面的破坏。

套筒阀消能与气蚀研究及结构改进

对套筒阀的消能率进行研究,建立三维模型并利用Fluent仿真软件对其进行内部流场的数值模拟,分析了传统套筒阀不同开度下的流场分布及消能效果。通过结构改进,提出一种新型的旋流式套筒阀,研究旋流式套筒阀套筒窗口切向角的变化对阀消能效果的影响,对比分析了传统套筒阀和旋流式套筒阀在各开度下的消能效果及气蚀特性。结果表明:传统套筒阀消能效果低于旋流式套筒阀,且在管壁及套筒处易发生气蚀现象;增大旋流式套筒的切向角能够提高其消能效果,且管壁及套筒处不易发生气蚀现象。综合消能率及气蚀分析,槽口切向角为30°时旋流式套筒阀消能降压效果较好,阀内含气率较低,能够防止气蚀对阀内零件及管道壁面的破坏。

超近距箱涵顶进上跨既有地铁线路施工关键技术

以北京芙蓉路匝道箱涵顶进为工程背景,通过数值模拟、理论计算及现场监测等方法研究了箱涵顶进对既有地铁线路的影响。对工作坑支护、滑板施工、箱涵制作、箱涵顶进等施工要点进行把控,制订了科学、合理的防控措施。研究表明:箱涵顶进施工穿越既有地铁线对结构竖向和水平变形影响较大,顶推完成后结构变形呈椭圆形。采取“袖阀管注浆+非全嵌固桩”进行底板及基坑加固的方法可显著提高地基承载力,降低箱涵顶进对既有地铁线路的影响。

基于高空模拟试车台大口径套筒式柱塞阀流动特性分析

为了准确描述大口径套筒式柱塞阀内速度、压力和流阻系数的变化规律,通过Fluent软件模拟开度、压比对套筒式柱塞阀流动特性的影响。结果表明:阀内速度和压力都沿着阀芯轴线对称分布,当开度增加时,轴向射流汇集区速度增大,出口速度随之增大,速度均匀性降低,节流窗口处气流压力减小,轴向压力趋于均匀,流阻系数随开度增加先迅速减小后趋于稳定;当压比增大时,进口速度先保持不变而后不断减小,存在临界压比,速度和压力逐渐趋于均匀,压比越大流阻系数下降越显著。

井下清洁施工系统的研发与应用

针对临盘油田液压封隔器坐封过程中容易出现液压通道堵塞的问题,研发了清洁施工系统。该系统主要包括液压封隔器沉淀过滤装置和防堵型油套平衡阀两部分,具有结构简单、成本低廉、可靠耐用、适用性强、可重复使用、极易推广等特点。自2012年在临盘油田投入实际使用至今,平均每年应用80口井左右,均无液压通道堵塞问题。该系统已成为临盘油田Y445型液压封隔器封层施工必备辅助工具,并形成规范化的施工流程,带来了丰富的成果应用效益,可以在全国各油田液压封隔器施工中推广使用,具有广阔的应用前景。

高层建筑桩基岩溶处理施工技术研究

针对高层建筑地基岩溶面广而深的特点,依托实际工程提出了先分区分块,后点-面相结合的岩溶处理方法。具体为先将整个场地划分为岩溶发育区、岩溶较发育区和岩溶弱发育区,对高密度发育区采用点-面结合的方法处理。其中面处理采用岩面注浆法加固岩面以上地层,以形成封闭。岩面以下则依据溶洞填充情况采用了袖阀管注浆或泵送水泥砂浆进行点处理,使洞内充填物与洞外介质固结成一个整体。后续地基处理及桩基检测结果均表明该岩溶处理施工技术能够满足高层建筑岩溶处理要求,值得进一步推广应用。

阀轴与轴套配合研究与应用

通过试验的方式对阀门中的阀轴与轴套多种材料之间的配合进行研究和分析。主要从材料的成本、轴套耐高温性和耐腐蚀性、模拟试验进行比较分析,得出阀轴与轴套的最适合配对。该试验主要分析评估阀轴与轴套的润滑性和耐磨性,进而优化在不同工况下,如何去选择阀轴与轴套材料。选择合适的轴套,对阀门来说至关重要,能减少设备的磨损、振动和噪音,并有防腐蚀和密封的效果,在发生振动而出现运动方向偏移时,轴套有固定作用。选择合适的轴套对后续进一步优化阀门的设计结构选型、采购、生产有指导性的作用。

基于AR技术的换流变压器阀侧套管局部高温故障多点红外预警方法

为保证换流变压器安全与稳定运行、及时发现套管内部由于放电引起的局部过热问题,研究了基于AR技术的换流变压器阀侧套管局部高温故障多点红外预警方法。考虑换流变压器阀侧套管的材料性能,以设备在实际工作状态下的正常温度变化为条件,根据套管的电流冲击变化形式,描述其温度场分布类型。基于AR技术构建三维虚拟空间,在摄像机三维跟踪过程中,转换现实场景中的被测物体信息,注册套管实时温度网。利用红外测距生成换流变压器阀侧套管温度直方图,以融合特征算法增强温度特征,对局部高温目标点定位,预警故障的具体位置。实验结果表明:本文方法能够在AR技术下对换流变压器阀侧套管进行场景转换,并在局部空间内标记出高温故障点位置,通过红外温度数据完成及时预警,具有应用效果。

珠江流域电力基坑围护结构施工前溶(土)洞处理

文章针对广州市珠江流域溶岩发育的特点进行分析,对大坦沙岛电力隧道盾构始发工作井范围内的溶(土)洞采用袖阀管注浆技术,防止地下连续墙施工期间出现地面塌陷,确保地下连续墙墙体成型质量。

大口径高温高压套筒调节阀密封结构设计与试验研究

为提高大口径高温高压套筒调节阀的密封等级,设计新型密封结构的大口径高温高压套筒调节阀。该阀密封结构分为上、下两部分,上部分通过弹簧预紧力调整密封位置,自动调节密封吻合度,下部分通过阀芯和下阀座密封,上下部分结构配合,同时密封。静强度仿真分析表明,调节阀最大应力为204.1 MPa,压盘、弹簧和上阀座结构的局部最大应力为40.26 MPa,均小于材料屈服强度,静强度满足要求。疲劳强度分析表明,在寿命内调节阀疲劳强度满足要求。流体流动仿真分析表明,在小开度30%工况,阀腔流体最大速度为554.240 m/s,最大压力为1.706 MPa,最高温度为252.50℃;在大开度80%工况,阀腔流体最大速度为501.736 m/s,最大压力为1.717 MPa,最高温度为259.99℃,结果符合流体流动特性。阀体耐压试验和阀座高压密封试验表明,阀体无可见渗漏和变形,阀座高压密封泄漏等级为VI,满足阀体耐压强度和阀座密封性能使用要求。

上软下硬地层袖阀管注浆对盾构下穿民房扰动控制分析

为了探究深圳上软下硬地层中袖阀管注浆对盾构下穿民房的扰动控制效果,依托深圳轨道交通11号线二期某区间盾构穿越节点,实施了四环节一体的袖阀管注浆加固穿越扰动控制方案,包括穿越前加固必要性模拟验证、加固效果模拟评估、穿越期间施工扰动监测、穿越后加固效果分析。建立了未加固和加固两种工况下盾构穿越的三维有限元数值模型,基于实测数据检验了模型计算结果的可靠性,结果表明在未加固工况下民房沉降极易超越警戒值,验证了袖阀管注浆加固的必要性。而后基于加固模型评估了袖阀管注浆加固效果,计算表明袖阀管注浆加固至少将民房测点的沉降降低了40%,可有效控制盾构穿越对民房造成的施工扰动,实际监测数据与数值模拟吻合较好。此外,实测和模拟表明注浆加固将改变地表沉降槽形状,加固范围内的地表沉降将显著减小,沉降槽呈不对称分布。

基于磨粒流加工阀套内表面的数值模拟研究

采用磨粒流精密加工方法对阀套内表面光整处理,为分析入口压力及磨料浓度对磨粒流加工阀套内表面的影响,以阀套为研究对象,对固液两相磨粒流加工过程进行数值模拟分析。通过分析不同入口压力及磨料浓度下的阀套内表面受到的壁面剪切力和压力大小,发现随着入口压力的增大,阀套内表面受到的壁面剪切力逐渐增大。随着磨料浓度的增大,阀套内表面受到的壁面剪切力及压力逐渐减小,压力减小不明显。当磨料从大孔流经小孔时,壁面剪切力增大,磨粒对阀套内表面的切削作用增大,获得的表面完整性较好,为磨粒流精密加工技术的发展奠定了基础。

袖阀管劈裂注浆在铁路路基深层加固中的应用

近年来,随着高速铁路快速建设及开通运营,路基工程的病害时有发生,铁路路基基底若存在高压缩性软土或其他不利软弱夹层,勘察、设计、施工阶段未发现,铁路建成联调联试或运营阶段,在列车动荷载作用下,会造成路基整体不均匀沉降的病害发生。该文以东南沿海某铁路软土路基沉降病害整治为例,介绍袖阀管劈裂注浆施工工艺及轨道变形控制方法,对铁路运营线路地基进行深层加固,该注浆工艺有效地控制注浆压力和注浆区域,具有可多次注浆,注浆成本较低等特点,并取得显著的加固效果。

不同阀套锥角条件下大流量插装式液控单向阀阀口流动特性分析

对大流量插装式液控单向阀制造样机进行了阀口密封性、开启特性和静态特性试验测试。应用仿真技术对插装式液控单向阀阀口在不同阀套锥角时的流场特性进行了计算分析,并将样机模型的计算结果与试验测试结果作了对比分析。得出:不同的阀套锥角对插装式液控单向阀的阀口流场特性影响显著,合理选取阀套锥角,可使阀口处的压力损失减小,阀口气穴现象和噪声的生成机率减低,阀的刚度增大,阀口流动状态稳定,阀的性能得到提升。为大流量插装式液控单向阀的阀口结构设计提供了理论支持。

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基 沉降预测及控制措施

以石家庄地铁4号线盾构隧道下穿京广高速铁路路基段为工程背景,通过选取具有相似地质条件和施工环境的石家庄地铁2号线K24+108处进行工程类比,对盾构施工引起的高速铁路路基沉降进行了预测,并在此基础上通过数值模拟计算了不同地层损失率下的路基沉降,并探讨了袖阀管注浆技术的有效性。结果表明:工程类比法能够有效预测未施工的地铁4号线下穿高速铁路段的路基沉降;建议在下穿段前方60~120 m设置试验段调整掘进参数,并将地层损失率控制在0.75%以内;施工中结合信息化施工监测和盾构主动控制技术,可将路基沉降控制在5 mm以内。本研究为类似工程提供了一种快速、经济的沉降预测和控制方法,对保证高速铁路安全运营具有重要意义。

脉冲器阀头和循环套失效分析与优化设计

针对泥浆脉冲随钻测量装置的脉冲器阀头不耐磨、循环套断裂的质量问题,优化设计循环套结构、改进阀头及循环套的材料。研究表明,脉冲器循环套壁薄、阀头及循环套材料不耐磨,会直接导致泥浆脉冲随钻测量装置在低生命周期内提前发生循环套断裂。通过工艺研究得出,将脉冲器循环套孔壁加厚、阀头及循环套材料选择耐磨性好的合金结构钢,会显著提升使用寿命。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。