摘要：为了在已有涡轮叶片实物基础上进行再创新设计,采用激光扫描仪对涡轮叶片进行数字化扫描,提出了在三维测量得到涡轮叶片点云数据的基础上,准确进行逆向建模、反求几何参数和提取气动特征参数的逆向设计方法.根据涡轮叶片的几何参数反求和提取气动特征参数要求,基于获取涡轮叶片的截面点云图,用五次多项式曲线拟合叶盆和叶背,并用圆弧逼近叶形前后缘.基于该方法,采用Matlab软件对涡轮截面线点云进行拟合,反求得到了叶身型线方程,拟合偏差控制在[-0.01 mm,0.01 mm]之内,能够获得准确的叶片截面型线和气动特征参数.

摘要：采用L9(34)正交试验设计,研究了费约果品种(Unique、Coolidge和Mammoth)、嫁接方法(切接、劈接和枝腹接)和嫁接季节(夏季、秋季和春季)对嫁接成活率的影响。结果表明,不同品种间嫁接成活率差异不显著,嫁接季节是影响嫁接成活率的主要因素,其次是嫁接方法。最佳嫁接季节是春季,嫁接成活率49.63%;最佳嫁接方法是切接法,嫁接成活率38.52%;最佳试验组合为Mammoth在春季采用切接法,嫁接成活率达到84.47%。

摘要：为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力学分析模型,并在此基础上分析了钻头破岩过程的造斜特性;根据实验测试结果,分析轮廓设计参数对钻头破岩特性的影响。研究结果表明:心部锥角和过渡圆弧半径对PDC钻头的造斜能力及造斜曲率影响较大;心部锥角太深,使钻头偏转能力下降,进而导致其造斜曲率过大;心部锥角太浅,钻头稳斜能力显著下降,使实际稳斜阶段曲线较设计曲线偏离较大;在定向井实际钻进过程中,增强造斜易控性的新型PDC钻头能较好地解决现有常规PDC钻头偏转能力弱、造斜曲率过大的缺点。建立的分析模型综合考虑了钻头在定向钻进时的复杂工况,并对相关研究进行了修正和完善;同时,通过相关参数的调整,可将分析模型应用于其他情况下的分析研究,研究结论对定向井技术的发展及钻井工具的研制具有重要参考意义。

摘要：采用水溶液聚合方法制备两种两性高分子絮凝剂p(DMDAAC-co-FA)和p(DMC-co-DMAEMA-coAMPS)。对两种共聚合产物进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)结构表征。用两种絮凝剂对印染废水进行絮凝试验的结果显示,絮凝剂p(DMDAAC-co-FA)在pH^7、投加量120 mg·L^(-1)时,CODCr去除率79.2%,色度去除率95.0%;絮凝剂p(DMC-co-DMAEMA-co-AMPS)在pH^7、投加量140 mg·L^(-1)时,CODCr去除率75.3%,色度去除率92.0%。通过对絮凝试验的絮体进行电镜扫描分析,采用非线性数学分形理论盒子法计算絮体形貌的空隙分维数Df,结果表明,絮体形貌的空隙分维数理论计算值与试验结果相符。

摘要：提出了一种新型钻井振荡器。研究振荡器的工作机理,推导出了轴向脉冲激励函数,在此基础上建立了振荡器轴向振动分析模型,得到振荡器在振动下的位移、速度、加速度等关键参数;根据算例参数设计对应的室内实验,并将算例分析结果与实验结果进行对比,验证了振动分析模型的合理性,结果表明,振荡器可以产生平稳的高频微幅振动,使钻柱与井壁之间的静摩擦转化为动摩擦。研究结果对解决定向井、水平井钻进过程中钻压传递、钻柱磨损、粘卡等问题具有一定的参考意义。

摘要：针对现有钻井实验平台的特点与不足,创新性设计一种可进行综合实验的多功能钻井平台。首先在完成钻井综合实验平台的钻机系统设计的基础上,提出钻机载荷平衡新方法,通过对内、外平衡方法进行计算并对比分析其结果,得到不同平衡方法对实验平台性能的影响特点。最后根据钻井综合实验平台可倾斜钻进的设计特性,对不同平衡条件下的井筒载荷进行力学性能分析,得到该方案条件下的钻井综合实验平台设计的关键技术参数。研究结果表明:不同的平衡方法可实现由实验平台门架或井筒承受钻进过程中的钻杆轴向载荷,实质上是将载荷在门架、井筒、轨道、地基之间进行不同的传递或转换,从而对实验平台的设计与连接件有不同要求,对其关键件的失效形式具有决定性的影响。对于文中的综合实验平台,从安全的角度考虑,采用门架承受载荷(外平衡力学系统)方案要优于井筒内平衡方案。研究方法与结论对于钻井实验平台的设计优化以及失效分析、安全评价具有参考意义。

摘要：为解决轴流压缩机叶片改型设计、气动优化及运行过程的叶片修复等实际工程中需要基本实物的数字化模型问题,采用便携式激光扫描技术开发出一套高精度高效率的轴流压缩机叶片逆向设计流程。针对轴流压缩机叶片的几何特征和气动优化设计要求,采用激光三角法在叶片进气边、出气边及叶顶处添加辅助平面与标记点,提高了叶片点云数据采集效率;针对叶片的叶身区域拟合曲面精度低和榫头区域四边域曲面片自相交的问题,提出一种基于流线、轴面截线、轮廓及其延伸线的交互式叶片曲面片划分方法,按"探测轮廓及其延伸线-细分并延展轮廓线-构造曲面片-修理曲面片"流程远用人机交互添加辅助轮廓线的方法将榫头端面区域等非四边N边域用数个四边域子曲面表示,获得了满足工程需要的曲面模型。研究开发出了一套包括叶片点云数据采集、处理、各曲面重构、精度评价在内的轴流压缩机叶片高效率反求技术,该技术可以在大型轴流压缩机维修实际工程中应用。

摘要：针对新型油气资源开采的复杂条件,为提高新形势下定向井造斜段井眼质量,提出一种新型斜控PDC钻头。首先根据刀翼线型轮廓设计准则,突破现有锥形心部曲线的局限,将传统锥形心部曲线变为圆弧过渡型曲线;综合考虑影响钻头造斜能力的关键因素,结合布齿参数与钻井实际工况,建立切削齿破岩过程的力学分析模型,然后在此基础上分析钻头造斜易控特性。研究结果表明:传统PDC钻头的锥形心部是制约钻头偏转的关键因素,钻头心部曲线变为圆弧轮廓后,其偏转易控特性得到较大提升。同时通过现场试验,将新型斜控PDC钻头与现有钻头的造斜段钻进性能进行对比,分析其定向钻进的破岩特性与造斜能力。研究结论对钻头破岩机理的研究及定向井技术的发展具有重要的参考价值。

摘要：针对大流量和高转速罗茨泵的运行特点,应用进化结构优化算法(ESO)对双叶罗茨泵叶轮进行结构拓扑优化.对优化过程中出现的结构突变现象,提出基于奇异单元联结特征的筛选和删除算法,在此基础上对ESO算法进行改进,确保了优化过程的连续性与稳定性.采用Ansys参数化设计语言APDL,编程以实现改进后的ESO算法.通过区间逼近并结合优化程序可视化进程确定初始删除率允许区间,在该区间内,分别以5种不同初始删除率对受到1 500 r/min惯性载荷的罗茨泵叶轮进行优化,对不同的优化结果进行性能参数指标分析、筛选,获得了合理的叶轮拓扑结构.有限元对比分析表明:新结构在受惯性力作用时其应力分布更为均匀,材料利用率显著提高,优化后新结构的最大应力、应变、位移分别较原叶轮结构减小17.7%,17.5%,18.7%;质量较原叶轮结构减小55%,大大提高了罗茨泵在高转速、大流量运行工况下的安全性和稳定性.

摘要：钻柱失效问题已经成为高压喷射钻井技术发展和推广的瓶颈。建立了一种钻柱失效的新理论模型,利用振动的知识研究钻柱的失效情况,分析钻柱在振动条件下的位移和速度,在此基础上利用冲蚀理论对钻柱的失效进行研究,分析得出钻井液对钻柱的冲蚀磨损量和最大冲蚀角。根据算例计算与分析,对应算例参数进行室内实验和井场实验设计,完成实验的验证与结果分析。结果表明:在考虑钻柱振动条件下,钻井液对钻柱的冲蚀磨损量要远大于未考虑钻柱振动条件下钻井液对钻柱的冲蚀磨损量;同时得知最大冲蚀角与冲蚀理论中的规定是完全吻合的以及钻井液对钻柱冲蚀所发生的最大角度在钻柱有无振动的条件下是相同的。研究结论对于在石油钻井中如何减少钻柱的失效及如何提高钻柱的使用寿命具有一定的理论参考意义。