尹宜勇 作品数:22 被引量:15 H指数:3 供职机构: 中国农业大学工学院 更多>> 发文基金: 中国石油科技创新基金 中国石油天然气集团公司科技项目 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 石油与天然气工程 理学 机械工程 一般工业技术 更多>>
固井套管柱振动响应畸变相似关系确定方法研究 2025年 为解决原型固井套管柱振动测试试验成本高、难度大的问题,该文提出了一种固井套管柱模型试验畸变相似设计方法。首先,运用有限元法建立固井套管柱动力学模型并基于模态叠加原理进行振动响应求解,然后,通过试验验证动力学模型的正确性和准确性。其次,运用方程分析法推导具有扶正器分布支撑的固井套管柱畸变模型振动响应相似关系。最后,通过数值计算进行不同畸变参数相似比下固井套管柱振动响应相似性分析,结合数值计算分析结果和畸变相似模型试验验证固井套管柱畸变相似关系的正确性。研究表明,该方法能够很好的预测大尺度畸变固井套管柱的固有频率和振动响应,为固井套管柱因等比缩尺造成的壁厚过小而无法加工和试验成本高的问题提出了有效解决方案。 齐林山 尹宜勇 王立琰 曲从锋 于永金 刘斌辉 夏修建 张晓兵 白翰钦关键词:模型试验 考虑流体和扶正器的固井套管柱系统振动响应分析 2025年 复杂的井下环境导致振动工况下固井套管柱系统振动响应异常复杂。为揭示固井套管柱系统动力学行为规律,该研究首先考虑钻井液、水泥浆和扶正器等因素,建立固井套管柱系统动力学模型并运用分离变量法和模态叠加法对系统的振动特性和振动位移响应进行求解。在此基础上,通过模态试验和振动响应试验验证模型的正确性。最后,研究套管柱参数、流体参数和扶正器刚度等对固井套管柱系统振动特性和振动位移响应的影响机理,分析振动在套管柱上的传播规律。结果表明:流体密度和套管柱材料参数对振动特性影响显著。套管柱尺寸参数、阻尼比和扶正器刚度对系统振动特性和振动位移响应均显著性影响。在满足固井工艺要求的前提下,选取小直径薄壁套管,黏滞系数较小的水泥浆和低刚度的扶正器将有益于提高振动响应幅值。在振动固井作业时,激励频率的选取应该综合考虑振动响应幅值和振动分布。该研究为精确求解固井套管柱系振动响应和振动固井装备参数设计及应用提供了理论依据和技术支撑。 王立琰 尹宜勇 齐林山 于永金 夏修建 胡原农 刘卫雄关键词:分离变量法 固有频率 电力振动器激振作用下的套管串振动特性 被引量:6 2017年 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。 尹宜勇 苏义脑 王兆会关键词:振动固井 动响应 基于EMD-POT模型的拖拉机关键零部件载荷时域外推方法 被引量:4 2022年 针对传统POT外推方法存在的两方面问题:对非平稳载荷适应性不足以及缺少对外推重构环节的讨论,提出基于经验模态分解-峰值超阈值(Empirical mode decomposition-peaks over threshold,EMD-POT)模型的载荷时域外推方法。首先,以拖拉机传动轴为研究对象,对其在犁耕工况下的实测数据进行载荷特性分析,结果表明,拖拉机作业状态的频繁转换是造成载荷非平稳的主要因素。其次,针对第一个问题,结合EMD方法,在不考虑趋势载荷的情况下,实现对主成分载荷的无损提取;针对第二个问题,提出外推负载筛选、阈值限定与极值排序相结合的方法,实现外推载荷的精准重构。最后,将外推后的主成分载荷与趋势载荷进行叠加实现载荷时域外推。将改进的外推方法与传统POT外推方法得到的结果进行对比,结果表明,改进方法能够显著解决传统方法在处理非平稳载荷时外推结果失真的问题,提出的重构方法能够进一步提高外推与实测载荷循环的一致性,均值和标准差的稳定性分别提高了28.5%和31.2%。损伤计算结果表明,改进方法的累计损伤能够合理覆盖实测损伤,相比于随机重构方法,损伤一致性提高了9.4%。外推结果可为仿真分析及可靠性试验提供更准确的负载输入,进一步提高了载荷谱的编制精度。 杨子涵 宋正河 罗振豪 赵雪彦 赵雪彦关键词:载荷特性 经验模态分解 载荷谱 水平井管道状态模拟试验平台及水平井管道振动模拟装置 本发明为一种水平井管道状态模拟试验平台及水平井管道振动模拟装置,其中,水平井管道状态模拟试验平台包括支撑架和缩比管道,缩比管道为水平井管道的缩比模型,缩比管道设在支撑架上并构成悬臂梁结构。本发明通过建立贴近水平井实况的管... 尹宜勇 王永辉 王萌 白翰钦文献传递 大型管道系统缩比模型模态实验平台设计 被引量:1 2021年 大型管道在国家重大工程中的应用越来越广泛,管道内输送介质的流动易造成管道的振动和破坏。针对大型管道全尺寸振动测试实验代价很大的问题,采用量纲分析法并结合教学实验室实际需求,设计大型管道缩比模型模态测试实验平台。通过力锤移动敲击方法进行模态测试实验,对采集的振动信号进行分析得出缩比模型的各阶固有频率和振型,以便于避免大型管道结构的共振和疲劳破坏。通过大型管道系统缩比模型模态测试实验和振动数据分析,有助于学生加深对振动理论知识的学习,提高了学生的实验动手能力和数据分析能力。 尹宜勇 张伟杰 白翰钦关键词:缩比模型 模态测试 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:3 2022年 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。 尹宜勇 白翰钦 曲从锋 刘欢 王国强 王通 朱文佳关键词:水平井 传递矩阵法 基频 井筒超声波空化清洗距离影响因素试验研究 2025年 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。 曲从锋 尹宜勇 刘斌辉 王岩 郭新超 白翰钦关键词:超声波 空化 有限元 正交试验 一种振动固井工具的性能测试装置和测试方法 本发明公开了一种振动固井工具的性能测试装置和测试方法。所述振动固井工具的性能测试装置,包括液压泵站、模拟井眼、固定加速度传感器和可调加速度传感器;液压泵站用于通过调压阀控制模拟井眼内部压力,还用于向模拟井眼输送加热后的钻... 尹宜勇 王萌 姚尚林 王永辉 车明光 王通微耕机扶手架颗粒阻尼吸振器设计及试验研究 2024年 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。 李浩 尹宜勇 齐林山 王岩 梁栋 刘国栋 李君关键词:微耕机 颗粒阻尼 离散元 减振