XXJ300／500液压蓄能修井机管柱起升速度特性分析

根据达朗伯原理，建立了300/500液压蓄能修井机在各力挡下起升管柱时的动力学方程式。通过求解动力学方程式，分析了各力挡下的管柱起升高干速度管柱位移变化的动态特性。分析结果表明，XXJ300／500液压蓄能修井机在各力挡下所能起升的最大管柱重力不同；在各力挡下，随着管重力的减小和节流开口长度的增大，管柱起升速度增大。     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.     

基于传递矩阵法的高压气井生产管柱固有频率分析

通过分析油田气井内高压、高速天然气流动诱发的生产管柱振动,建立了考虑天然气流速、压力、管柱轴向力以及重力的高压气井生产管柱面内振动八方程模型。使用传递矩阵法,系统分析了天然气流动效应和管柱轴向力对管柱固有频率的影响;并求解生产管柱以及弯曲管柱面内振动的固有频率;同时建立了一种近似计算重力管柱固有频率的新方法。通过实例研究表明,随着天然气流速、压力、管柱轴向力等参数的增大,生产管柱固有频率逐渐减小,直至失稳。天然气压力、管柱轴向力以及重力对系统固有频率影响较大;而实际开采过程中天然气流速对系统固有频率的影响较小;弯曲管柱前两阶固有频率随流速增大出现耦合模态颤振现象。     

液压蓄能石油修井机速度调节阀的设计

液压蓄能修井机速度调节阀主要由提升油缸、先导阀和高压节流阀组成，本文对其运动进行了分析，并对设计进行了详细说明。现场应用表明，该阀调速性能好，操作方便，动态响应快。     

液压履带起重机起升机构动力学分析

建立了液压履带起重机起升机构在起升平面内的三质量二自由度的质量弹簧系统动力学模型,并用模态分析法求解了系统方程得到升过渡过程系统动态响应,给出了液压履带起重机起升机构起升动载系数的计算方法。     

海洋修井机液压油乳化成因分析及液压油箱优化设计

海洋修井机广泛应用于各油田海上平台,因海洋环境复杂多变,对修井机设备运维带来了巨大的挑战。根据海洋修井机液压系统设计要求,液压油的更新频率为1年左右,但从设备多年现场实际运转情况看,液压油在2~6个月期间就会发生严重乳化,这不但会对液压设备造成损坏并产生安全风险,同时频繁更换液压油,还造成了设备运行成本的大幅提高。通过对海洋修井机液压系统的分析,找出了系统存在的缺陷并针对缺陷对液压油箱进行优化设计。     

片梭织机投梭机构液压缓冲器的研究

本文建立了片梭织机投梭机构液压缓冲力的计算方程式,并举例算出缓冲力和梭子速度,算得缓冲力高达一千多公斤,它成为设计投梭机构的重要数据。     

碳钢在流动氯化钠溶液中的磨损腐蚀行为

文中通过自行设计的管流动态模拟装置,研究了碳钢在质量分数为3.5%流动NaCl溶液中的磨损腐蚀。用重量法和极化曲线等方法,揭示了磨损腐蚀的规律及其腐蚀控制步骤,发现0～5.0m/s内随着流速的增大,磨损腐蚀速度增大,而在5.0～12.6m/s范围内腐蚀速度显著降低,超过12.6m/s时磨损腐蚀则又随流速增大而增大。动力学过程的分析验证了腐蚀协同效应中电化学因素起主要作用。     

高压高产气井油管柱强度安全分析

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发，油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化，尤其是高温、高压、高产井等“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全，本文建立高压高产气井油管柱动力学模型，通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核，对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。研究结果表明，随着产量的增加，管柱的横向位移不断增大；在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大，管柱横向应力振动幅值较大，随后振动应力趋于稳定；在0~10 s内，管柱纵向应力振动幅值较大，且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大；管柱在井口位置处轴向力最大；大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。     

基于动力学耦合模型的超冗余振动台解耦控制

超冗余振动台在带负载工作时,由于负载的偏心,其动力学模型中的质量矩阵为非对角矩阵,各个自由度之间出现动力学耦合现象.文中通过建立液压系统的非线性模型和基于空间力系分析的动力学耦合模型,得到了整体动力学仿真模型;根据动力学耦合模型引入耦合力观测器,经过雅可比矩阵变换,将耦合力分解到各液压作动器上,视耦合力为液压系统的干扰力进行控制.在对液压系统线性化分析的基础上,确定了干扰力的顺馈补偿控制策略.仿真结果表明:该解耦控制策略可以有效减小各自由度之间的耦合,实现对超冗余振动台的解耦控制.     

旋挖钻机调桅机构动态特性的一体化建模分析

为一体化表达旋挖钻机调桅机构内在的复杂动态特性,提高调桅机构起升过程中关键零部件及其相关液压系统的性能平顺性.首先采用牛顿-欧拉方法建立调桅机构的动力学模型,然后基于功率键合图理论建立调桅机构的液压系统模型,通过改变调桅机构安装位置参数对其起升过程动态特性的影响分析与比对,从而得出一组优化的安装位置参数供设计人员选择参考.该机械-液压系统一体化建模方法为旋挖钻机调桅系统可靠设计提供了一定的理论依据.     

复合电源蓄能修井机能量管理策略

针对网电修井机在使用时由于井场供电限制导致的变压器过载、井场短时停电以及下放作业能量浪费等问题,提出了以复合电源作为电动修井机的蓄能器,对修井机的输出功率进行补偿,并针对修井作业工况的特殊性,设计了一种基于局部优化的逻辑门限控制策略。利用MATLAB/Simulink建立主要部件仿真模型并对典型工况进行仿真。仿真结果表明,所设计控制策略能够对各动力源的能量进行合理分配,超级电容的高利用率能够更加充分地发挥其优势,降低蓄电池能量流通与功率输出幅值,延长了蓄电池使用寿命。     

动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性

为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处于钻桅的什么位置,对动臂变幅液压缸提供的主动力都没有影响;当钻桅倾角为0°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最小,当钻桅倾角为95°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最大。     

基于Matlab的越野叉车举升装置位置控制系统 建模与仿真分析

越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置控制系统。通过改变比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比的参数以及举升装置的负载力,运用MATLAB仿真平台对举升装置控制系统中不同参数下的数学模型进行仿真分析,得出不同参数对系统动态特性的影响规律。结果表明:比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比会影响系统的响应速度、系统精度和相对稳定性;随着举升装置负载力的变化会影响系统的响应时间和稳定性,从而为越野叉车举升装置控制系统的优化设计和应用提供依据。     

ISG混合动力再生制动系统压力协调控制策略

以ISG(integrated startor and generator)型混合动力长安轿车为原型,提出了基于HEV(hybrid electric vehicle)制动力分配的制动系统压力协调控制策略,建立了HEV再生制动离线仿真模型.研制了HEV摩擦制动液压实验系统,构建了dSPACE环境下的混合动力再生制动硬件在环仿真试验平台,进行了不同制动强度下的再生制动系统性能实验,验证了制动力分配和制动压力协调控制的正确有效性.     

液压机分配阀芯驱动凸轮升程曲线优化设计

为方便控制由凸轮驱动分配阀芯的液压机速度,提出一种阀芯开启度与凸轮转角成线性关系的凸轮升程曲线,导出凸轮升程曲线方程及其压力角的数学模型。在分析液压机分配阀芯驱动凸轮工作特征的基础上,以凸轮升程曲线最大压力角为目标函数,对凸轮升程曲线进行优化设计,并将其成功地应用于300 MN模锻水压机,结果表明优化效果十分显著。     

三峡升船机卷扬提升系统和液压平衡系统的动态耦合分析

卷扬提升子系统是一个二阶系统，很容易进行动态特性分析，液压均衡子系统是一个一阶系统，无法求其动态响应．针对两个子系统的动态数学模型存在的特点，提出了一种动态耦合的综合理论分析方法，其核心是将液压平衡子系统的动态方程耦合到卷扬提升子系统的动态方程中，因为卷扬提升子系统是一个二阶系统，故综合动态方程最终是一个二阶方程．建立了耦合的数学模型，并用数值直接积分方法计算了提升过程中系统的动态响应．     

蒙特卡罗法液压缸动态特征可靠性灵敏度分析

针对液压缸动态特征参数一般呈现隐式和非线性的特点,基于蒙特卡罗法开展可靠性和可靠性灵敏度分析研究。首先,考虑到非线性弹簧力和时变摩擦力的作用机理,建立液压缸动力学模型;之后,根据微分方程理论进行求解,分析不同润滑条件下活塞速度在时域的变化情况;最后,依据蒙特卡罗法基本思想,利用结构失效概率和可靠性灵敏度分析方法,对液压缸低速时的运动可靠性及影响参数灵敏度进行分析。     

修井机底座改造设计计算及结构应力测试

由于修井机底座的底部为四圈封闭的框架结构,在修井作业时无法避让抽油机基础,必须拆除基础后才能进行大修作业。为免去拆除基础的工作量和费用,根据现场需要对ZT135修井机底座进行了改造设计计算及结构应力测试。底座属于空间钢结构,在设计上采用安全系数法。根据安全系数计算出材料的许用应力。通过应用有限元分析软件对改造后的结构进行仿真分析,根据计算结果调整各构件的尺寸及相关结构,使结构的最大应力小于许用应力,满足结构强度要求。采用应力测试的方法对改造设计后的底座承载能力进行测试,确定改造后结构是安全的,说明对修井机底座的改造设计是可行的。