摘要：为了弥补降压法开采后期储层结冰、水合物二次生成等方面的不足,运用微波加热技术向储层进行能量补充。选用漏泄同轴天线作为微波加热装置,根据装置结构设计天然气水合物储层微波加热工艺方案,并且建立水合物储层微波加热仿真模型,通过试验验证仿真模型的准确性,并分析储层性质对微波加热后储层温度的影响规律。结果表明:储层微波加热工艺方案能够有效提升储层温度,储层初始温度为2℃,微波加热后储层最高温度为26.22℃,平均温度为5.19℃;储层温度随着损耗因子的增大而增大,随着介电常数的增大而减小;随着储层密度和比定压热容的增大,储层升温效果变差;随着储层导热系数的增大,储层温度分布更加均匀。

摘要：针对电机匀速驱动游梁抽油机运行过程中周期性交变载荷变化大、系统能耗高及故障多的问题,分析了电机变频驱动对抽油机运动规律、悬点载荷、变速箱扭矩及电机功率的影响,建立了变频控制抽油系统动态能耗的仿真模型。以电机输出功率均方根最小、输出功率峰值最小和负发电最小为目标函数,综合考虑平均频率不变、上下冲程时间分配、频率范围等约束条件,建立了周期运行频率优化设计的数学模型,并采用粒子群优化算法求解周期频率分布函数的傅里叶系数,即周期运行频率分布。实例分析表明:优化实时频率可以显著改善抽油机的动力性能,悬点载荷、曲柄扭矩和输出功率的峰值均有所降低;电机平均输出功率降低16.2%,负发电减少14.77%,节能效果显著。所得结果可为变频驱动游梁有杆泵系统的设计及应用提供参考。

摘要：为推迟翼型的边界层分离,改善叶片的气动性能,提出一种在H型垂直轴风力机对称翼型NACA0012叶片表面上加装涡流发生器的设计方案。利用FLUENT软件对翼型进行三维流体力学仿真,采用正交试验设计法,研究涡流发生器的高度、安装角度和安装位置这3个设计参数对翼型气动性能的影响。研究结果表明:最佳的涡流发生器高度为6.5 mm、安装角度为18°、安装位置为0.1c(c为叶片弦长),过大或者过小的涡流发生器高度和安装角会降低翼型的升力系数和升阻比;安装位置靠近翼型前缘可增大翼型的临界攻角,但会给翼型带来较大阻力;加装涡流发生器后,对称翼型叶片失速区范围减小40.3%。

摘要：径向井滑道导入段是径向井转向器滑道的组成部分。当钻杆初始通过转向器时,导入段诱导钻杆发生弯曲。当钻头离开导入段后,导入段与钻杆不再接触。导入段轨迹设计要求导入段对钻杆的阻力小,阻力波动小。通过分析钻杆在导入段的受力,建立了钻杆导入段阻力与导入段轨迹之间的微分方程,采用多项式函数逼近该一阶非线性微分方程真解的方法,研究了直线型、抛物型及三次多项式导入轨迹的阻力特性。研究结果表明,导入段轨迹设计应以抛物型或三次型曲线为主;运用局部坐标法设计的三次型导入轨迹,可以达到实际操作对导入轨迹阻力波动的要求。

摘要：为了帮助下肢功能障碍患者开展康复训练,设计了一种可移动式柔索驱动下肢康复机器人.通过对小腿进行位姿控制和负载力控制,协助不同康复阶段的患者开展以任务为导向的被动、助力和主动模式的康复训练.在进行运动学建模、静力学建模及工作空间分析基础上,对机器人的构型进行分析和优化,并通过仿真验证了运动学模型的准确性.最后,使用基于2-范数的柔索拉力优化算法得出连续的柔索拉力.

摘要：以自主研发并取得外特性试验数据的第三代混输泵叶轮为基础,应用L9(34)正交表,以混输泵增压和效率为考查指标,对混输泵叶轮进行4因素3水平的正交设计,获得9组参数组合。采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,分析得到一组最佳的参数组合作为优化后的叶轮参数,然后设计出与优化后叶轮配套的导叶,即得到一套优化后的增压单元设计参数。分别建立优化前后混输泵增压单元的计算流场,并对二者进行数值模拟计算。结果表明:优化后增压单元内流场特性相比优化前得到明显改善,增压提高约14.97%,效率增加约8.07%。

摘要：投球压裂是页岩气水平井分段压裂改造的常用技术,目前的投球器存在着压裂球尺寸小、投球数量有限、结构过于复杂、适用性差等问题,不能满足页岩气井大通径、小间距压裂作业的需求。为此,设计出了一种转板式大通径井口自动投球器,该投球器上端设置储球筒,下端的底座内部布置投球机构,通过驱动电机控制投球机构实现逐个投球的功能;采用FEM(有限单元法)对该投球器的投球过程进行碰撞分析,通过任意拉格朗日欧拉(ALE)网格自适应方法和耦合的光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)方法进行仿真模拟和样机实验。研究结果表明:①投球碰撞在转板上边缘处产生最大的等效应力、等效塑性应变和位移,产生的最大应力在600 MPa左右,小于42CrMo的屈服强度930 MPa,满足强度要求,并且具有一定的安全余量;②样机成功实现了投球直径介于64～108 mm、投球级差为4 mm的12级分段压裂连续投球测试。结论认为,该投球器操作简单、适用性广,可有效满足页岩气水平井多级分段压裂工艺的需要。

摘要：翼型升阻比和水轮机空化系数是水轮机叶片翼型的重要指标,以NACA63A-614翼型为研究对象,基于B样条曲线对翼型曲线进行参数化构造,得到拟合精度较高的翼型曲线。以升阻比和水轮机空化系数作为优化目标,利用多目标遗传算法和XFOIL软件展开多工况优化设计。对优化后的翼型与原始翼型在多攻角工况范围内进行动力学特性分析,同时将优化前后翼型建模并进行空化实验。分析实验结果表明,优化后的翼型其升阻比和空化性能均得到明显提升,从而验证了该方法的可行性与准确性。

摘要：以NACA63-018翼型为研究对象,分别采用贝塞尔曲线和NURBS曲线对翼型进行参数化构造,通过对比选用拟合精度更高的NURBS曲线。以水轮机空化系数σ′为优化目标,同时兼顾升阻比,采用多目标遗传算法和数值模拟手段进行多目标优化设计。对优化后的翼型与原始翼型在多攻角工况范围内进行水动力学特性分析,通过XFOIL验证优化后翼型升阻比性能;利用CFD软件对优化前后翼型空化流场进行瞬态模拟,对比两者空化性能。分析结果表明,优化后翼型相比较,原始翼型空化性能和升阻比均得到进一步提高。

摘要：声波是实现井下信息快速准确传输的重要手段之一,钻杆等周期性管结构的声波频率响应表现出通带与阻带交替出现的梳状滤波特征。为分析实际工况中钻柱信道频谱质量,提出了基于改进雷达图法的声波频谱多级评价方法,利用该方法分析研究了轴向拉应力对管结构中声波频谱特性的影响,并建立了判别标准。实践表明:拉应力的存在对声波频谱及频谱中通带特性影响显著,随拉应力增加,频谱特性评价指标先增后减,存在频谱特性最优的峰值点。该方法能够较为全面地反映不同影响因素对钻柱信道中声波频谱特性的影响,从多角度对频谱特性的畸变程度进行了全面评价,对井下信息声传输技术现场应用过程中应对多因素干扰时的载波频率优选及中继器安装位置设计提供依据。