魏俊
- 作品数：8 被引量：20H指数：3
- 供职机构：长江大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：湖北省教育厅科学技术研究项目湖北省自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程交通运输工程机械工程更多>>
- 往复泵水头损失及空化现象的数值仿真优化被引量：5
- 2019年
- 为减轻往复泵的水头损失及空化现象,以提高吸入性能,根据魏斯特法尔理论分析了泵阀运动特性,基于阀盘结构和活塞冲次等参量,提出了水头损失和空化量的优化模型。采用Fluent动网格技术进行动态数值模拟,分析了各参量对吸入过程水头损失和空化现象的影响及其发展过程,优选出了最佳阀盘结构参数和活塞冲次,可有效减小液缸内的水头损失,降低因阀盘开启滞后而产生的空化现象,改善泵的吸入性能和汽蚀现象。得出了往复泵吸入过程水头损失最小、活塞端面的空化量最小时的阀盘锥角及最优的工作冲次,为往复泵的吸入特性研究提供了参考依据。
- 马良丰冯进刘宇魏俊刘倩倩
- 关键词：往复泵水头损失空化动网格技术
- 端面密封式旋转阀结构对脉冲压力的影响被引量：3
- 2018年
- 在复杂结构井的钻进工作中,水力振荡器能大幅降低井壁摩阻、提高机械钻速,脉冲压力发生单元是该工具的重要组成部件。采用CFD仿真技术基于端面密封式旋转阀系统的端面开口角α、开口圆弧内外径R和r及安装间隙h等3种结构参数对脉冲压力进行了数值模拟,研究了其结构参数对脉冲压力波形和幅值的影响规律,并应用回归分析的方法建立了脉冲压力与阀系过流面积之间的回归方程。结果表明:该阀系的结构参数及安装间隙通过改变液体在流道内的流通性,进而影响脉冲压力峰值和高压带宽范围,且基本不改变脉冲压力波形的变化规律;端面开口角α对高压脉冲宽度影响显著,开口圆弧内外径R和r对脉冲压力的极值影响较大,且会使脉冲压力曲线局部发生不规则波动;安装间隙h主要影响阀系高压幅值。提供了一种水力振荡器脉冲压力设计的经验公式,对水力振荡器的研究具有重要的参考及应用价值。
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- 关键词：脉冲压力
- 压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法被引量：1
- 2019年
- 五缸压裂泵曲轴曲拐的不同布置,会导致与液力端相连的低压吸入管汇与高压排出管汇中出现流量与压力波动,甚至出现局部断流。流量与压力波动可表现为曲轴负载及惯性水头损失,降低曲轴寿命和能量转换效率;局部断流会造成管道沉沙。为了减小流量与压力的波动,改善局部断流与曲轴受力,提出了断流现象持续区域和曲轴所受弯矩的优化目标,建立了五缸压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法。最终确定出两种曲轴曲拐布置的最优方案,其吸排管汇的流量波动幅值最小、断流现象持续区域最短,有效地减轻了惯性水头损失和沉沙问题,改善了泵的吸排性能和曲轴弯矩。
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- 关键词：沉沙
- 七缸往复泵曲柄初相角布置方案及优选被引量：4
- 2018年
- 七缸泵曲柄初相角的不同布置对泵吸入性能及曲轴受力有较大影响。采用无量纲方法,分析了吸入管各断面瞬时流量,基于流量波动及断流时间等优化条件先后优选出任意2个和3个初相角的组合方案;对最优的3个初相角进行组合布置并考虑曲轴旋转,得到4种基本布置方案,并根据流量叠加的无序性,对4种基本方案进行了扩展;最后通过液缸内压对曲轴受力的影响,以曲轴受力最优为目标,得到了七缸泵曲柄初相角的4种优选布置方案;该4种方案的断流时间、流量波动及曲轴弯矩等均达到了较优结果。优选方法简单易行、效率高,且采用该方法对五缸泵进行相关分析得出的结论与国内外现行五缸泵产品所采用的曲柄初相角布置方案完全一致。通过方案优选,有效地降低了液流附加的惯性水头损失、减轻了管路断流沉沙现象,改善了泵的吸入性能,并降低了曲轴弯矩,从而提高了泵的使用寿命及工作可靠性。
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- 关键词：弯矩
- 柱阀结构参数对涡轮式压力脉冲发生器性能的影响被引量：2
- 2017年
- 针对现有水力脉冲振荡工具的动力系统及脉冲发生装置所存在的问题,提出了一种基于柱阀系统的涡轮式压力脉冲发生器,重点研究了柱阀结构参数对压力波形和波幅的影响。以阀芯柱面开口扇形角、阀座周向过流槽的轴向长度、固定节流孔数量与直径等参数为变量,并最终统一为柱阀的固定过流面积和周向过流面积,应用仿真软件Fluent模拟研究了不同结构参数对压力波形和波幅的影响规律。研究结果显示,柱阀的结构参数对脉冲发生器的性能影响非常显著:当钻井液流量一定时,固定节流总过流面积主要影响脉冲压力的最大值,不会改变脉冲压力高压区的宽度;可变的周向过流面积主要影响脉冲压力高压区的宽度,不会改变脉冲压力幅值。该研究结果对不同工况所要求的压力波形波幅的设计及井下脉冲振荡工具的优化设计具有参考价值。
- 冯进魏俊
- 关键词：压力波波幅
- 基于曲轴强度的五缸泵曲柄初相角布置方案优化被引量：2
- 2018年
- 为降低排出过程中液缸内压在曲轴上产生的周期性反作用力,以降低载荷、提高曲轴疲劳寿命,通过量纲一化的方法分析了曲轴扭矩、弯矩及计算应力等强度相关评价因子,提出了五缸往复泵曲柄初相角的优化布置方法,最终在120种布置方案中快捷而准确地优选出了2种使曲轴强度最优的方案,使得曲轴所受周期性扭矩及弯矩的波动幅值最小,有利于改善曲轴受力、提高强度、减小系统振动,有效地在五缸泵源头上提高动力端的工作性能,改善往复泵设计的可靠性,且所提出的2种方案与《往复泵设计》推荐的方案及国内外现行五缸泵产品所采用的布置方案完全一致,验证了本设计方法的正确性和可行性.
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- 关键词：曲轴强度扭矩
- 全孔反循环气动冲击潜孔锤设计及其冲击碰撞性能研究被引量：1
- 2019年
- 设计了一款全孔反循环气动冲击潜孔锤,主要由逆止阀系统、气缸、锤体、芯管、钻头等组成,可在井底形成冲击回转破岩效果,提高硬质地层机械钻速。为使该潜孔锤达到破岩要求,并防止高频冲击导致井底岩屑重复破碎,建立了该潜孔锤的虚拟样机,采用多体动力学和显示动力学仿真方法,对锤体与钻头间的冲击碰撞作用进行了仿真模拟,分析了潜孔锤工作过程中冲击运动组件的碰撞特性及其结构强度,并应用回归分析方法获得了锤体回弹速度与上一循环的冲击末速度关系的计算方程,通过强度分析得出了锤体冲击末速度的最适合范围为5.8～7.2m/s。
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- 关键词：反循环机械钻速虚拟样机仿真模拟
- 基于CFD的压裂泵泵阀阀隙流量系数分析被引量：2
- 2019年
- 为研究压裂泵输送高压特殊介质时泵阀的运动规律、吸入过程的阻力损失及流量特性,对压裂泵泵阀的阀隙流量系数及其变化规律进行了研究。以SQP2800型压裂泵阀为仿真参照对象建立了30个试验模型,应用CFD (计算流体力学,Computational Fluid Dynamics)得到了活塞运动速度(冲次)、阀盘开度和阀盘锥角与阀隙流量系数的关系曲线。结果表明,活塞运动速度(冲次)对阀隙流量系数有微量影响;随着阀盘开度的增加,阀隙流量系数先快速增加,在阀完全打开后,阀隙流量系数的变化逐渐平稳并有减小的趋势;阀隙流量系数受阀盘锥角影响较大,随着阀盘锥角的增加,阀隙流量系数先增大后减小,且在锥角为60°时达到最大值。该结果为研究压裂泵泵阀运动、吸入液流特性和阀盘锥角的优选提供理论依据。
- 马良丰冯进刘宇魏俊迟少林李裴晨何臻
- 关键词：压裂泵
