水力旋流器内组合涡运动的量化研究

为了深入分析旋流分离技术基础理论的机理,采用CFD技术的雷诺应力湍流模型,对旋流器内部流场关键特征参数进行三维数值模拟并验证其正确性,与相关报道的相对误差均在5%以内。在此基础上采用统计平均法对关键区域参数数据进行统计平均处理,相关数据和分布曲线表明,流场可划分为组合涡运动(包括强制涡、准自由涡)及边界层两大区域,得出其相应的运动特性,并量化出每个区域对应的半径位置;分析同时得出重要结论:组合涡运动指数(n)在流场中不是原有理论认为的一个常数,而是分两段与其沿半径具体位置(r)相关的函数,并根据数据线性回归给出定量经验公式。通过与原有理论计算及相关报道的对比分析,验证了上述经验公式的正确性,进一步完善了原有的流场基础理论,对指导旋流器的设计计算具有实际应用意义。     

往复式压缩机工艺管线振动超标与治理

针对天然气长输管线常用的往复式压缩机工艺管线振动严重超标的问题,通过对不同工况下关键测点的振动测试和压力脉动分析,结合测点的测试数据和频谱特性,得出了压力脉动是导致管线振动主要原因的认识。为了控制压力脉动以消减激振力,根据现场的工艺要求,提出了增加汇气管的缓冲容积和改善管道配置的治理措施。完成整改后,再次进行了关键测点的振动测试和压力脉动分析,数据表明:整改前后压缩机在相同工况参数下运行时,测点最大振动位移由289.76μm降低到47.2μm;最大振动速度由34.26 mm/s降低到5.18 mm/s;压力脉动也符合API 618标准的要求。同时,管线的振动烈度满足多台压缩机同时运行的要求,使得增压站的天然气处理量至少由67.41×10~4m~3/d提升到119.52×10~4m~3/d。该案例表明,对压缩机进行变工况振动测试和频谱特性分析,可方便地找出主要振动源,为管道的减振治理提供依据。     

基于旋冲螺杆提速器的井下动力特性

随着钻井深度的不断增加,在地层围压作用下岩石的硬度和强度均会明显增加,导致钻头破岩效率不高、寿命降低、钻井速度大幅下降等问题。基于旋冲螺杆原理设计了一种提速器,通过对提速器工作过程的力学分析,并结合钻具设计参数、工况参数以及相关力学计算方法,建立该提速器井下动力学模型,得到不同节点处的振动位移、振动速度以及系统的振动频谱图。通过实验研究,对比分析了冲击频率、冲击力测试结果与相关理论计算结果,验证相关理论计算与模型的正确性;并进行工具下井实验,根据现场实验数据及使用效果分析,验证了该提速器能够有效提高机械钻速。     

新型射流振荡减摩阻工具设计及内部流场特性数值模拟分析与实验验证北大核心CSCD

为了解决井下减摩阻工具结构复杂、易受地层环境影响的问题,设计了新型射流振荡减摩阻工具,并对该工具内部流场特性进行了数值模拟分析,结果表明:新型射流振荡减摩阻工具射流短节内部流体存在附壁与切换现象;随着入口流速的增加,射流短节振荡室内流体流动状态从无规则变为规则的旋流流动,当入口流速继续增大则转变为无规则流动状态;工具稳定工作后,分流中心点处压力呈现周期性变化。实验测试结果与数值模拟分析结果较为吻合,验证了射流振荡减摩阻工具结构设计的合理性和可靠性。本文研究结果可为射流振荡减摩阻工具结构优化设计提供参考。     

双锥型油水分离旋流器内部流场数值模拟

为深入研究双锥型油水分离旋流器内部流场及油水分离机理,采用CFD软件中最精细的雷诺应力湍流模型,基于控制体积法,应用PC-SMPLEC算法,对油水分离旋流器内部流场及分离过程进行了全面深入的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性、油的体积分布、三维速度分布特性、湍动能分布特性.结合旋流器理论及流体力学分析验证模拟结果的正确性,为优化旋流器的结构设计及操作,提高其分离性能和降低旋流器的能量损耗提供一条新途径.     

新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性

在油气开采过程中，随着钻井深度的增加，岩石硬度加大，井下摩擦阻力较大，钻柱系统易发生粘滑振动，这将导致部件过早发生故障，钻井作业效率低下，因此对于粘滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况，提出了一种新型扭转振动工具，建立了基于该工具的钻柱系统扭转振动模型以及非线性动力学模型，分别进行了算例分析与实验测试以研究工具的降粘效果。算例分析时采用控制变量法，首先在给定转盘转速、钻压的情况下，对比分析了有/无工具时的钻柱系统各部件角速度，然后在相同钻压、不同转盘转速和相同转盘转速、不同钻压的情况下，分别对钻柱系统中有/无工具时的钻头角速度进行了求解；在实验过程中，对同一口井进行了有/无工具的测试，并结合未使用该工具的相邻井录井数据，分析了该工具的降粘效果。研究结果表明：在相同工况条件下，使用该扭转振动工具，可明显消除或抑制粘滑振动，同时，适当增大转盘转速，适当降低钻压可在一定程度上抑制钻柱的粘滑振动；在误差允许范围内，理论计算结果与测试结果相符合，验证了理论模型、求解方法以及算例分析的正确性。所提出的新型扭转振动工具、建立的动力学模型与研究结果对于减少粘滑振动、提高破岩效率具有重要参考意义。     

天然气压缩机组用燃气发动机故障诊断技术分析

针对天然气压缩机组用燃气发动机检测信号干扰耦合给故障检测带来困难的问题,采用一种基于曲轴转角动作事件与分频段故障信号检测相结合的诊断方法,通过在曲轴飞轮上固定安装磁电式速度传感器,建立基于曲轴转角的动作事件关系,把故障诊断与基于曲轴转角的动作事件结合起来判断故障类型.以某站ZTY310MH压缩机组用燃气发动机性能检测为例,测得缸内燃烧不充分并有弱点火及爆燃现象,点火角度不合适及缸内积碳是造成发动机做功性能低劣的原因.结果表明:通过故障检测可及早发现和排除故障,减少安全隐患和停机时间,对提高发动机工作性能具有重要意义.     

LINUX嵌入式操作系统在ARM上的移植

本文是基于ARM的平台上进行嵌入式操作系统LINUX的移植,其中ARM选用S3C2410。文中首先对Linux操作系统内核进行了介绍,然后对系统引导程序(Boot Loader)进行了设计,最后给出了Linux在ARM上的移植过程。     

CNG脱水用4A分子筛再生性能实验研究

研究了应用于CNG深度脱水的4A分子筛再生效果影响因素,以达到优化再生和节能降耗的目的。通过采集3种不同吸附程度的4A分子筛样品,将每种样品分为3组并分别加热至200℃、240℃和260℃,加热时长均为9h,测定了样品的脱附量,得出了分子筛样品加热时间、再生温度与单位质量脱附量η的关系曲线。结果表明,4A分子筛适宜的再生温度约为240℃,加热时间至少3h。在不改变某CNG脱水装置设备及其他参数的前提下,将再生温度由200℃提升至240℃,完成了再生效果评价。结果表明,虽然再生电耗增加了3.7kW·h,但加热时间缩短了1.5h,再生气用量减少了33.4m3,单次脱水能力由1.8×104 m3提升为2.2×104 m3。