航空发动机滑油回油管内的流型识别及含气率预测研究

发动机润滑系统回油管内油气两相介质的流动特性直接影响系统中回油泵及散热器的工作特性。为辨别回油管内油气两相流流型和建立含气率预测关系式,本文搭建了模拟轴承腔回油管流动的实验系统,并依据涡轴发动机回油量及油气比完成了700组不同工况的实验测试。实验空气与滑油流量范围分别为10~200 SL/min与6~37 L/min。本文对实验范围内的管内流型进行了判别,并修正了含气率的预测模型。首先对两种极限工况的压力信号的时序特征、概率密度函数和傅里叶变换进行分析,判定其流型为分层流和弹状流。将流型结果与Mandhane流型图进行对比,显示Mandhane流型图并不能准确预测回油管内的油气两相流流型。其次利用含气率经验关系式进行含气率预测,发现Massena预测模型预测的含气率与实验值更接近,预测结果更准确。分层流的含气率在50%以下,而弹状流的含气率在50%以上。最后根据流型对Nicklin经验关系式进行修正,得到分层流和弹状流对应的分布系数分别为0.848和0.919。

铁钻工润滑方式的改进与优化

铁钻工是管柱自动化的关键设备之一,该设备日常润滑维护工作量大,因润滑维护不及时出现机械故障频率高的问题。文中以TZG140S型伸缩臂式铁钻工为依托,对部分零件结构进行改进,以递进式集中润滑为基础,结合铁钻工工作状态,优化出适合铁钻工的润滑方案,将原有的人工单点润滑改进为集中润滑方式,实现了半自动化式集中润滑在铁钻工上的应用。同时优化了润滑管线的布局、防护,延长了设备的使用寿命、降低维修费用,减轻了现场的劳动强度,满足现场使用的需求,为后期铁钻工无人化、智能化集中润滑系统的应用提供了技术支持和依据。

含AMPS-NNDMA/AM二元聚合物顶管润滑泥浆的减阻和流变性能研究

顶管泥浆相当于顶管施工的“血液”,其性能的好坏决定着工程能否顺利进行。为此研究了5种聚合物,包括WRA-97、WRA-70、WRA-61(AMPS-NNDMA聚合物)和WRA-104、WRA-116(AMPS-AM聚合物)掺入后对顶管泥浆减阻性能和流变性能的影响。结果表明:WRA聚合物泥浆的基本性能、减阻性能和流变性能均与聚合物类型、相对分子质量及其结构相关;AMPS-NNDMA聚合物的抗滤失性能优于AMPS-AM聚合物,而AMPS-AM聚合物泥浆比AMPS-NNDMA聚合物泥浆具有更优良的润滑减阻性能;WRA聚合物泥浆具有良好的触变性和剪切变稀性,其流变曲线可以采用幂律流体的本构方程来描述,其流变参数的变化规律与漏斗黏度的变化规律一致。

空气润滑技术在大型集装箱船上的应用及效果分析

为减小船舶航行阻力,实现船舶节能减排,以某大型集装箱船为例,介绍空气润滑系统的总体布置与设计方案,包括压缩空气系统、通风系统、控制显示系统等。针对在设计过程中出现的压缩空气舷旁管容易被腐蚀的问题,制定相应的解决方案。指出在新造船项目中,从设计角度出发,可以优先推荐湿式阀和铜镍管结合的方案。对空气润滑系统的实船应用结果进行分析,在压载状态采用空气润滑系统可以节能约3%,证明了该系统节能减排的有效性。

大直径长距离顶管润滑泥浆方案研究

顶管技术作为一种经济快速的管道铺设技术已广泛应用于地下水道、石油天然气管道、电力和通讯电缆的施工中。在大直径长距离顶管施工过程中,顶进力过大是困扰顶管施工多年的技术难题。顶进力过大对顶管施工机械及相应的设施提出了更高的要求,顶进力已成为限制顶管技术发展的因素。针对这一问题,结合港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕实际工程,对顶管润滑减阻泥浆展开了研究。对泥浆中各组分对泥浆性能影响的试验研究表明,随着膨润土质量、PAC质量的增加,泥浆黏度呈现增长的趋势。通过正交试验确定了最优泥浆方案。将泥浆方案应用到实际工程中使单位摩阻力大幅降低,解决了顶进中顶推力过大的问题。

大口径长距离顶管工程泥浆配方试验研究

在大口径长距离顶管施工过程中,顶进推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题,单靠提高顶管管材的抗压强度,加固顶管工作坑及后背等方法不仅不经济,还受到技术方面等因素的制约。展开以膨润土和聚合物为主要原料的泥浆润滑减阻护壁性能的研究,采用正交试验,从而得到一种能满足大口径长距离顶管施工的泥浆最优配方。

基于神经网络的航空发动机轴承腔气液两相流流型辨识方法研究

基于航空发动机轴承腔润滑中所存在的气液两相流问题, 采用基于神经网络的理论方法建立预测模型, 以便进行轴承腔内气液两相流流型的识别。研究以管道气液两相流为原型, 采用 3种典型的神经网络对流型进行模式识别,通过考察 3种网络的辨识率, 发现BP网络的识别方法具有较高的准确性。

顶管施工用新型膨润土与聚合物润滑减阻浆液的性能研究

顶管施工中润滑减阻可有效降低顶机负荷,提高推进效率。选取6种聚合物作为泥浆性能调节剂,系统研究聚合物种类与掺量对浆液性能的影响。结果表明,羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物(AMPS-NNDMA)可有效提高泥浆性能。其中CMC能有效提高泥浆黏度,黄原胶能有效提高泥浆抗滤失性能,而AMPS-NNDMA的综合性能优良。

油气润滑输送中两相流的形成

通过实验和数值模拟的方法研究了油气润滑系统输送润滑油的过程中,管道中流体的流动状态及气体在润滑油中的扩散规律。结果表明：润滑油的流动形态与雷诺数关系密切,通过图像分析方法得到润滑油中含气率为4%-6%。通过数值模拟发现,润滑油呈波浪式翻滚运动形态,在润滑油和管道壁之间形成许多气室。气室中的压力高于周围润滑油的压力,导致气体在润滑油中扩散。输送管道中形成正常连续油膜时的含气率约为6.12%,与实验结果基本一致。

ULTRADRIL^(TM)水基钻井液在张海502FH井的应用

张海502FH井是大港油田在滩海地区布置的一口开窗侧钻水平井,完钻垂深为2857.45m,斜深为5387m,最大井斜为96.1°,水平段长602m,用φ155.6mm钻头钻进,井底水平位移为4128.55m。该井开窗侧钻及水平段使用由MISWACO公司提供的ULTRADRILTM水基钻井液。该体系可以抑制大多数活性页岩,提供良好的井壁稳定性;能包被钻屑,有利于井眼清洁;能很大程度地降低软泥岩对钻柱和钻头的粘附;具有高钻速和低的稀释率,是水敏性泥页岩钻进的优选体系。现场应用表明,该体系性能稳定,流变性好,现场配制及维护简便,携砂能力强,润滑防塌效果好,很好地解决了因水平位移大、井斜角大导致的井眼清洁、拖压、扭矩增大的问题。

汽轮发电机组滑油管路高频噪声的消除

汽轮发电机组在试验调试期间,滑油管路产生尖叫声,噪声指标大大超出设计要求.通过分析认为滑油管路走向复杂,滑油经节流孔板节流后产生了高频噪声.经过节流孔板结构型式的改造,高频噪声得以消除.利用计算软件对节流孔板进出口附近的滑油流场进行理论计算,结果表明改进的节流孔板降低了滑油在管路中的流速,减弱了滑油流动时产生涡的强度,缩短油流稳定时间和距离,使滑油流动在很短距离内稳定,避免出口出现弯头时产生噪声和振动,达到消除噪声尤其是高频噪声的目的.

高抗冲聚氯乙烯管材的研究与开发

研究了聚氯乙烯(PVC)树脂、抗冲改性剂、复合润滑剂及工艺对高抗冲聚氯乙烯(PVC-M)管材影响。结果表明:PVC树脂相对分子质量适中,粒度均匀适合PVC-M管材生产;甲基丙烯酸甲酯/丁烯/苯乙烯三元共聚物(MBS)抗冲改性效果优于氯化聚乙烯(CPE)的,用量为8份时,材料由脆性向韧性转变;复合润滑剂用量多,力学性能较差,PVC-M管材配方中复合润滑剂用量不宜超过2.5份。

润滑脂管道流动阻力的测试研究

分析了存在壁滑移时的流动阻力测试原理,对测试系统和阻力计算进行了研究。为了测试润滑脂的阻力特性,去除壁滑移流动的影响,根据Mooney方法建立了扣除壁滑移后适应任一管径的流动方程;润滑脂的粘弹性、触变性等其他因素会使流动曲线不重合,研制了管流流变仪测试系统,并制定了合理的试验方法,达到使这些因素的影响降到最低和分离壁滑移流动的试验效果。通过试验验证了所建立的适应任一管径的流动方程,求解了流动方程的阻力近似解,并通过三维优化计算降低了近似解与精确解的偏差。润滑脂流动阻力的测试研究,为集中润滑系统的管路输送提供了理论和试验依据。

顶管施工润滑泥浆压力引起的土体附加应力计算

顶管润滑泥浆在施工中与周围地层发生相互作用,起到支撑和填充超挖量造成的环状间隙作用以及润滑减阻的效果,然而过大的泥浆压力会对周围土体及地下结构产生附加应力。为了建立顶管施工润滑泥浆压力引起的土体附加应力计算模型,假设润滑泥浆与周围土体的相互作用形成泥膜,在考虑土拱效应的基础上,采用弹性带圆孔平板受内压平面应变模型求解土体在注浆压力作用下的应力解析公式。分析得出注浆压力引起的竖向和水平附加应力都关于管道中心对称,附加剪应力关于管道中心反对称,附加应力最大值位于隧洞内壁。

特殊螺纹密封脂的研究及其在石油专用管中的应用

以前对螺纹脂的要求，只是润滑性和密封性，现在还要求对环境无污染。目前，就是按APIRP5A3生产的产品，虽然对环境的污染减轻了，但润滑性和密封性不能令人满意。石油管材研究中心和美国TubemastersS．A公司合作开发的CATTS101，是以特殊的厌氧胶为基体，无铅、无重金属、无毒、无非生物降解成份的特殊螺纹密封脂。经全尺寸油套管评价试验和气密封试验，CATTS101螺纹脂具有与API螺纹脂相同的润滑性和抗粘扣性，气密封性则优于API螺纹脂。所以，CATTS101与API圆螺纹和偏梯形螺纹配合使用，可部分代替特殊扣的使用。

除氧化物剂和芯棒润滑对热连轧无缝钢管产生内结疤缺陷的影响分析

内结疤缺陷是热连轧无缝钢管生产过程中产生的严重缺陷之一,直接影响到钢管的一次合格率和成材率。喷吹除氧化物剂是去除热连轧无缝钢管毛管内壁氧化铁皮的有效措施,但同时也可能导致内结疤缺陷的产生。分析了热连轧无缝钢管内结疤产生的原因,着重从除氧化物剂及其喷吹工艺参数方面提出了预防内结疤缺陷产生的措施。

润滑油在内燃机管道内的流动特性研究

润滑油在内燃机管道内的流动状况将影响润滑系统的工作性能。根据润滑油在内燃机管道中流动情况,研制了用于测量管道内润滑油流动特性的专用试验装置。并结合实际管道及相应的试验数据,对目前内燃机润滑系统网络法分析中用于描述润滑油在管道内流动特性的几种简化计算方法进行了对比分析。研究结果表明,利用简化计算方法来设计分析内燃机润滑系统是偏安全的。其中,利用Blasius公式形式最简单,且计算结果最接近实测值。

河南油田大斜度定向井钻井液技术

河南油田张店区块地层倾角较大,岩性破碎,易斜、易垮,钻探难度较大,下第三系地层含油层位多,单层含油面积小。1999年引进了大斜度定向井钻井工艺技术,2年来先后在张店、官庄、孙岗等地区施工了近20口井,基本无井下复杂情况发生,电测成功率大于80％,平均井径扩大率除先期施工的几口井较大外,其他井均在10％左右。总结了河南油田大斜度定向井钻井液的施工经验,以及井眼净化、井壁稳定和润滑防卡3个关键技术问题的解决方法。张店地区直井段采用聚合物不分散低固相钻井液,斜井段采用聚合物-正电胶-混油钻井液,目的层段采用保护油气层钻井完井液。施工经验表明,选择合理的钻井液流变参数、采用适当的钻井液环空返速、配合适时短程起下钻具是解决井眼净化的3项主要技术措施;选择适当的钻井液体系和密度可以解决大斜度定向井的井壁稳定问题;低荧光润滑剂ZRH-2和白油复配使用,既能满足大斜度定向井工程施工要求,也能满足探井地质录井对钻井液低荧光的要求,同时又有利于环境保护;张店地区属低孔低渗储层,保护油气层工作尤为重要。

纳米润滑材料的研究及其在石油管连接中应用展望

阐述了纳米粒子的摩擦学研究进展 ,综合了纳米粒子在基础油中的分散与纳米润滑材料的抗磨减摩机理 .针对目前现场石油井油管扣和套管扣使用的丝扣油存在的缺陷 ,在现有丝扣油中通过加入纳米微粒作为润滑添加剂 ,以期减小上、卸扣劳动强度和避免咬扣。

伊朗雅达油田S4井水平井钻井液技术

伊朗Y油田水平井水平段长在900～1000m,平均钻井周期为69d。该工区水平井施工存在二开井段盐膏层污染严重,潜在异常高压盐水层;Ph、Iam和Lf地层泥灰岩、页岩易水敏剥落,造成井壁失稳;斜井段漏失,滑动钻进"托压"严重,斜井段井眼清洁困难等技术问题。为此,对水平井钻井液体系配方和工程技术措施进行优化,改善钻井液抗污染、封堵防塌及润滑防卡性能,加强井眼净化及摩阻控制。"多元协同"防塌技术解决了井壁失稳问题;随钻防漏与细颗粒堵漏技术解决了定向段渗漏地层措施受限问题;液体润滑剂、固体润滑剂、乳化石蜡和聚合醇复配使用润滑效果显著,该井滑动钻进摩阻小于10kN,未出现明显的"托压"现象,并从现场验证了液体润滑剂最佳加量应小于3%。S4井现场试验表明,优化后钻井液技术措施效果显著,钻井过程无复杂事故发生,钻井周期缩短至57d。