射流采集与分析软件开发及射流特性测试分析

论文摘要

高压水射流技术是近几十年迅速发展起来的一项新技术,目前已被广泛应用于石油生产中,对于提高钻井速度、油气采收率等起到了重要的作用。其中,在高压水射流技术中,磨料射流技术显示出了独特的优越性。对于磨料射流而言,关键问题是磨料射流喷嘴所产生的射流特性的研究,即射流速度分布特性和射流压力分布特性等。而为了对射流特性进行有效的研究,就必须对射流运动范围内的速度以及冲击压力等特性进行采集与分析。基于此目的开发了射流采集与分析软件,该软件采用LabVIEW为软件开发平台,界面友好,操作简洁,通用性强,不仅能准确、快速的实现数据的采集、存储和显示,而且还能对采集的数据进行处理与分析。其中数据处理功能包括数据滤波与数据加窗,数据分析功能包括数据回放、数据时域分析、数据频域分析和数据曲线拟合。在成功开发射流采集与分析软件的基础上,利用石油大学(华东)高压水射流研究中心的喷嘴流道检测系统对磨料射流喷嘴的射流冲击压力进行了实验测试与分析。实验表明,围压条件下,射流的自模性依然存在。围压的存在不影响射流轴心及径向上无因次冲击压力的衰减规律,它只是改变了射流无因次冲击压力的衰减速度。同时,随着围压的增大,射流轴心及径向上无因次冲击压力都随之减小。实验进一步表明,射流采集与分析软件具有较高的可靠性和实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 高压水射流技术的研究与发展现状
• 1.2 高压水射流测试技术的研究与发展现状
• 1.3 研究内容
• 第二章 射流采集与分析软件开发
• 2.1 软件的设计思想
• 2.2 软件的设计原则
• 2.3 软件的设计目标
• 2.4 软件的结构设计
• 2.5 软件的开发工具
• 2.5.1 LabVIEW概述
• 2.5.2 LabVIEW组成
• 2.5.3 LabVIEW选板
• 2.5.4 LabVIEW设计流程
• 2.6 软件的模块实现
• 2.6.1 主控模块的实现
• 2.6.2 数据采集模块的实现
• 2.6.3 数据处理与分析模块的实现
• 2.7 小结
• 第三章 射流特性测试设备与方法
• 3.1 测试设备
• 3.1.1 高压供水系统
• 3.1.2 喷嘴流道检测系统
• 3.1.3 数据采集系统
• 3.2 测试方法
• 3.2.1 测试准备阶段
• 3.2.2 测试实施阶段
• 3.3 小结
• 第四章 射流特性测试结果与分析
• 4.1 常压下射流特性测试结果与分析
• 4.1.1 射流轴心上冲击压力特性分析
• 4.1.2 射流径向上冲击压力特性分析
• 4.2 围压下射流特性测试结果与分析
• 4.2.1 围压对射流轴心上冲击压力的影响分析
• 4.2.2 围压对射流径向上冲击压力的影响分析
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢