井筒超声波空化清洗距离影响因素试验研究

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作者 曲从锋 尹宜勇 +3 位作者 刘斌辉 王岩 郭新超 白翰钦 《石油机械》 北大核心 2025年第3期10-17,共8页

超声波能够对油气井滤饼进行清除,提升固井质量,但在井下条件下超声波空化所能产生的清洗距离少有人研究。为此,基于超声波发射换能器、水听器以及套管设计了超声波空化清洗距离检测试验平台。基于试验平台,研究了不同频率、温度及压力... 超声波能够对油气井滤饼进行清除,提升固井质量,但在井下条件下超声波空化所能产生的清洗距离少有人研究。为此,基于超声波发射换能器、水听器以及套管设计了超声波空化清洗距离检测试验平台。基于试验平台,研究了不同频率、温度及压力下,井下超声空化清洗所能达到的有效清洗距离,探索高温高压井中超声波空化效应去除滤饼的可行性。基于正交试验方法制定试验方案,并对超声空化清洗影响因素开展分析。试验结果表明,对超声空化清洗影响程度的因素由大到小为压力、超声频率、温度。基于Box-Behken模型拟合得出,在发射功率为400 W时,超声波空化清洗最优参数为超声波频率20 kHz、液体温度30℃、液体压力为标准大气压,此时超声波空化清洗距离最远为1193.94 mm,与仿真误差约为14.75%。基于频谱分析方法,使用水听器对空化噪声进行采集,开展功率单因素变量试验,发现在超声波输出功率达到1200 W时,空化强度趋于饱和。研究结果可为超声波在井筒清洗中的应用提供理论参考。 展开更多

关键词 超声波 空化 清洗距离 有限元 滤蚀清除 正交试验

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用于油气井RFID扶正器激活的阅读器共形天线设计

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作者 尹宜勇 朱文佳 +5 位作者 曲从锋 王岩 王立琰 龚振 崔明轩 王国强 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期150-158,共9页

基于油气井井下环境的特点,为实现井下扶正器的远程控制,同时改正射频识别(RFID)阅读器天线电磁波强度衰减过大、辐射性能差等缺陷,设计一种共形于井下管道的RFID扶正器阅读器偶极子天线。依据天线设计的基本理论,利用天线弯折技术,将... 基于油气井井下环境的特点,为实现井下扶正器的远程控制,同时改正射频识别(RFID)阅读器天线电磁波强度衰减过大、辐射性能差等缺陷,设计一种共形于井下管道的RFID扶正器阅读器偶极子天线。依据天线设计的基本理论,利用天线弯折技术,将该天线结构设计为倒“U”型,实现与套管相共形;通过仿真扫频分析优化天线参数,分析天线主要结构对性能的影响。结果表明,设计的天线最终的中心频率为860 MHz,在该频率下天线输入端口反射系数为-21.05 dB,增益为2.2 dB,天线尺寸为11 mm×148.44 mm,天线的性能满足设计需求,可用于套管扶正器等井下工具的无线控制。 展开更多

关键词 油气井 扶正器 射频识别 共形偶极子天线 增益

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基于动力吸振器的微耕机扶手架减振设计

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作者 刘欢 尹宜勇 +5 位作者 王通 王国强 朱文佳 齐林山 李浩 张伯伦 《农机化研究》 北大核心 2024年第3期92-97,共6页

微耕机的扶手架结构较为简单,在田间作业时会造成扶手架的强烈振动,长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害,针对此问题,对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件,振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻... 微耕机的扶手架结构较为简单,在田间作业时会造成扶手架的强烈振动,长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害,针对此问题,对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件,振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻尼的不足导致的。为此,结合微耕机实际情况,将动力吸振器的设计方法应用于微耕机扶手架上,对动力吸振器进行结构设计并试制样件。最后,对动力吸振器样件的减振效果进行试验测试,结果表明:在安装动力吸振器样件后,其手把处的振动强度在空挡和耕作状态下分别降低了13.9%和11.2%。 展开更多

关键词 微耕机 扶手架 减振设计 动力吸振器

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微耕机扶手架颗粒阻尼吸振器设计及试验研究

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作者 李浩 尹宜勇 +4 位作者 齐林山 王岩 梁栋 刘国栋 李君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期321-328,共8页

微耕机是我国丘陵山地广泛采用的农机具,耕作过程中手把处产生的剧烈振动危害了操作者的健康。该研究以IWGQ4-70型微耕机为研究对象,提出了一种适用于微耕机扶手架的颗粒阻尼吸振器设计方法,运用有限元法探究了扶手架的振动特性,运用离... 微耕机是我国丘陵山地广泛采用的农机具,耕作过程中手把处产生的剧烈振动危害了操作者的健康。该研究以IWGQ4-70型微耕机为研究对象,提出了一种适用于微耕机扶手架的颗粒阻尼吸振器设计方法,运用有限元法探究了扶手架的振动特性,运用离散元法分析了颗粒阻尼吸振器的能量耗散机理,设计并搭建试验平台验证了仿真结果的正确性,优选了影响颗粒阻尼吸振器减振性能的颗粒材料、粒径、填充率等参数,进行了实际工况试验验证。结果表明,试验和仿真对应较好,优化方案取得预期效果,颗粒阻尼吸振器减振效果达到58.8%,减振效果明显。 展开更多

关键词 微耕机 扶手架 颗粒阻尼 离散元 减振

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页岩气水平井振动固井套管柱振动特性研究

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作者 齐林山 尹宜勇 +4 位作者 曲从锋 刘斌辉 王立琰 白翰钦 王通 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期149-157,194,共10页

为了求解页岩气水平井振动固井套管柱振动特性和动力响应,考虑扶正器分布支承的特点,运用传递矩阵法建立了页岩气水平井套管柱的动力学模型,并通过试验验证了套管柱动力学模型的准确性。在此基础上,研究了扶正器支承和套管柱参数对套管... 为了求解页岩气水平井振动固井套管柱振动特性和动力响应,考虑扶正器分布支承的特点,运用传递矩阵法建立了页岩气水平井套管柱的动力学模型,并通过试验验证了套管柱动力学模型的准确性。在此基础上,研究了扶正器支承和套管柱参数对套管柱振动特性的影响,探索了振动固井工况下套管柱的动力响应和振幅衰减规律。研究结果表明:扶正器刚度增大、扶正器支承数量增加和套管外径增大均会导致套管柱固有频率的增加;扶正器刚度增大会加快套管柱振幅衰减;增大激振力的同时利用低频共振能提高套管柱振动有效传播距离。该研究能够为页岩气水平井振动固井装备设计提供有益参考。 展开更多

关键词 页岩气水平井 套管柱 传递矩阵 振动特性 动力响应

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基于动力学缩比和传递矩阵法的水平井基频求解方法 被引量：2

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作者 尹宜勇 白翰钦 +4 位作者 曲从锋 刘欢 王国强 王通 朱文佳 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期158-165,共8页

为提升振动固井技术的应用效果和固井效率,提出一种水平井套管柱基频的求解方法。基于动力学相似理论推导获得水平井套管柱基频的相似比,通过传递矩阵数值求解方法进行试验模型的基频计算,并通过试验对该方法进行正确性验证分析;依据基... 为提升振动固井技术的应用效果和固井效率,提出一种水平井套管柱基频的求解方法。基于动力学相似理论推导获得水平井套管柱基频的相似比,通过传递矩阵数值求解方法进行试验模型的基频计算,并通过试验对该方法进行正确性验证分析;依据基频相似比,结合传递矩阵计算方法实现原型水平井的基频计算。结果表明通过传递矩阵法,能够对水平井缩比模型基频进行求解,计算结果与缩比模型振动试验结果吻合较好,计算与试验误差小于10%;随着离散质量点数增加,求解精度大幅度增加,误差从114%、89.9%、44.1%缩小至2.3%;成熟的动力学相似理论与经过验证的传递矩阵法相结合,无需实体模型即可实现对原型井基频的求解,通过该方法可缩短技术周期,降低成本。 展开更多

关键词 水平井 相似理论 传递矩阵法 集中质量法 基频

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电力振动器激振作用下的套管串振动特性 被引量：4

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作者 尹宜勇 苏义脑 王兆会 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期62-67,共6页

振动固井是一种能够明显提高固井界面胶结强度的新方法,但推广使用该方法则需要解决水泥浆候凝阶段如何使固井管柱产生井下径向振动的问题。为此,研制了电力振动器。该振动器由高温电机振动组件把电能转化为机械能,电机振动组件通过输... 振动固井是一种能够明显提高固井界面胶结强度的新方法,但推广使用该方法则需要解决水泥浆候凝阶段如何使固井管柱产生井下径向振动的问题。为此,研制了电力振动器。该振动器由高温电机振动组件把电能转化为机械能,电机振动组件通过输出轴带动偏心块旋转形成激振源,对套管串底部产生一个沿轴向方向旋转的激振力;然后运用主坐标分析法,分析激振力在直井套管串产生的振动特性,得出电力振动器振动对套管串产生的动响应模型;最后以某井井身结构设计为依据,分析了不同套管串长度、不同激振力和不同振动频率对套管串最下端的振动幅值的影响。研究结果表明:(1)套管串长度与套管串最下端的振动幅值呈反比关系;(2)激振力与套管串最下端的振动幅值呈正比关系;(3)振动频率的平方与套管串最下端的振动幅值呈反比关系。该研究成果可为在不同井深和不同振幅需求的固井现场应用振动固井技术提供理论支撑。 展开更多

关键词 振动固井 电力振动器 激振力 动响应 主坐标分析法 井深 振动频率 水泥浆候凝

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井下螺杆马达双向振动固井工具的研制 被引量：3

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作者 尹宜勇 王兆会 +1 位作者 任星 刘斌辉 《石油机械》 2017年第1期10-14,共5页

在固井过程中,为了使不同体系下的水泥浆产生最有效的振动,研制了井下螺杆马达双向振动固井工具。该工具安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过调整结构参数改变振动量级和振动频率,使水泥浆产生横向振动和轴向振动;通过结构设... 在固井过程中,为了使不同体系下的水泥浆产生最有效的振动,研制了井下螺杆马达双向振动固井工具。该工具安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过调整结构参数改变振动量级和振动频率,使水泥浆产生横向振动和轴向振动;通过结构设计和力学分析,得出了该工具横向振动频率和激振力公式。通过流体力学分析,得出了该工具轴向振动频率和水击压力公式。对该工具进行了水击力变化测试试验,测试结果表明:当入口流量为30 L/s时,水击力波动的幅值为0.5 MPa左右,满足设计要求。所得结果为该工具后续的结构参数调整和优化设计提供了理论指导。 展开更多

关键词 振动固井 螺杆马达 激振力 水击压力 横向振动 轴向振动

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储气库井油套环空压力影响因素分析 被引量：7

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作者 王兆会 陈俊 +2 位作者 何学良 尹宜勇 刘翀 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期145-151,共7页

针对储气库注采井密闭环空带压问题,开展了储气库注采井在生产管柱内温度、压力变化时,密闭环空压力计算模型的研究。首先,根据储气库现场实际简化井身结构,建立了密闭环空分析模型。其次,采用管柱弹性力学平面应变理论、物质的热胀冷... 针对储气库注采井密闭环空带压问题,开展了储气库注采井在生产管柱内温度、压力变化时,密闭环空压力计算模型的研究。首先,根据储气库现场实际简化井身结构,建立了密闭环空分析模型。其次,采用管柱弹性力学平面应变理论、物质的热胀冷缩性质及流体PVT状态方程,建立了数理解析模型。最后,根据某井的基础数据得出储气库注采井生产管柱内温度变化是形成密闭环空压力的主要影响因素这一认识;在只考虑温度、压力变化对保护液影响的情况下,可以满足现场工程要求,误差小于5%,计算结果与现场数据吻合较好。计算方法便于现场的环空压力快速预估。 展开更多

关键词 储气库 注采井 密闭环空 环空压力 环空带压

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机械振动对固井水泥石强度影响的实验研究 被引量：3

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作者 王友文 袁进平 +3 位作者 王兆会 尹宜勇 王猛 王微 《天然气勘探与开发》 2018年第1期96-100,共5页

为揭示机械振动对水泥石强度的影响规律,设计搭建了一个机械振动钻井液的室内实验平台,并制定了相应的正交实验方案,在常温常压下测试了不同振动频率、振动幅值及振动时间组合下水泥石的力学性能;同时分析了振动对不同密度钻井液体系的... 为揭示机械振动对水泥石强度的影响规律,设计搭建了一个机械振动钻井液的室内实验平台,并制定了相应的正交实验方案,在常温常压下测试了不同振动频率、振动幅值及振动时间组合下水泥石的力学性能;同时分析了振动对不同密度钻井液体系的适用性。实验结果表明,机械振动可以显著提高常规密度水泥石强度,但对低密度和高密度水泥石的强度发展有不利影响;各单因素对常规密度水泥石强度影响程度为:振动频率>振动幅值>振动时间;同时优选出了最佳振动参数:振动频率为6~21Hz,振动幅值为2 mm,振动时间大于5 min,在此参数组合条件下水泥石强度可提高10%以上,为振动固井作业提供了指导意见。 展开更多

关键词 振动固井 机械振动 水泥石强度 正交实验

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机械振动对油井水泥性能影响规律研究 被引量：1

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作者 王友文 袁进平 +2 位作者 王兆会 尹宜勇 王微 《天然气与石油》 2019年第5期85-90,共6页

机械振动水泥浆是振动固井施工中常见的作业方式,可以有效提高固井质量。借助机械振动实验系统和研发的新型水泥石试件制备模具,研究了机械振动对水泥浆各项性能的影响规律。实验结果表明:机械振动在振幅2.2mm,振动时间5min,振动频率6~2... 机械振动水泥浆是振动固井施工中常见的作业方式,可以有效提高固井质量。借助机械振动实验系统和研发的新型水泥石试件制备模具,研究了机械振动对水泥浆各项性能的影响规律。实验结果表明:机械振动在振幅2.2mm,振动时间5min,振动频率6~21Hz的参数范围内,水泥浆流性指数提高7.20%,稠度系数下降23.47%,不仅极大程度地改善水泥浆的流变特性,并将静胶凝强度过渡时间和凝结时间分别缩减7.89%和5.65%,水泥石抗压强度提升12.43%;振动后水泥浆体系的均质性和稳定性会受到扰动,其水泥石强度的波动幅度约为振动前的6.62倍,并初步确定了振动波作用的最佳范围应是处于激振点与远端的中间位置,为机械式振动固井技术的应用提供一定的理论依据及数据参考。 展开更多

关键词 机械振动 水泥浆性能 微观分析 新型模具 最佳范围

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