参数优选（共7篇）
参数优选 篇1
1 引言
也门69区块地处沙漠腹地, 沙丘分布广泛, 主要呈近东西向条带状起伏, 地形上易采用可控震源施工操作。在该地区采用震源施工的方法, 其激发参数的优选挑选扫描长度和组合方式的针对性分析, 根据试验数据的分析结果对比, 获得最佳的优选参数。
2 可控震源工作原理
可控震源勘探原理是通过电子箱体控制平板产生连续震动信号, 将能量分散的传送给大地, 然后用相关方法把分散的能量集中起来, 通过接收和叠加, 最终获得与井炮记录相当的地震资料。可控震源是车装的机械装置, 由计算机中的固定程序来产生需要的扫描频率信号, 通过推动振动器振动向地下发射延续时间较长的振动信号, 作为激发源来产生地震波。可控震源可以有效的控制了激发的地震信号的能量和频率等要素, 并且在信号的激发过程中使产生的地震信号具有可调节性。
3 可控震源参数选择
在69区块, 根据以往资料和勘探要求, 可控震源的激发参数主要集中在扫描长度和组合方式, 对所的试验资料经过详细分析, 综合选取合理的生产参数。
由表层调查和个干扰波调查, 获得该地区初至折射的速度为2700m/s, 面波的速度分布在550m/s-1100m/s, 震源次生声波干扰的速度350m/s, 震源次生线性干扰速度为720m/s。扫描频率采取8-80Hz, 主要考虑地下目的层的频率响应, 区内的主要干扰波和相关子波的分辨率, 尽力的避开强面波干扰, 提高资料信噪比和保真度。
3.1 震源扫描长度
主要考虑目的层的埋藏深度和获得资料的信噪比, 有足够的扫描时间提高激发的能量, 震源激发应具有足够的扫描长度, 同时利用增加扫描长度, 使目的层的反射波可以避开震源产生的谐振干扰。
可控震源激发是向地下传输一个延续时间为SL的扫描信号, 这个延续时间段就是扫描长度。由于可控震源产生的地震记录是地震信号的数学运算过程, 是个信号相关过程, 扫描长度越长, 最大相关值迅速增加, 相关的效果越佳, 其获得的信噪比也相应提高。在确定震源扫描时间长度的时候, 要考虑以下两个方面:
(1) 扫描长度要满足最大的扫描速率, 即t≥|fh-fl|/K, 其中K为可控震源所限定的最大扫描速率值, 由震源液压系统所限定;
(2) 避免相关虚象对地震记录质量的影响。可控震源在机械振动过程中, 当介质表现为弹性或者塑性的时候, 如果越出了弹性形变的范围, 震动信号除了产生所需要的扫描振动信号外, 还伴有分频信号与倍频信号, 若倍频信号和扫描频率有重复, 则将会在地震记录中产生二次谐波的虚象;若分频和扫描频率有重复, 则将会在地震记录中产生“多初至”的现象, 在实际生产中, 我们可通过调节扫描时间长度来, 避免虚像的出现。还要考虑地质目标、地质任务、施工效率的要求, 确定最佳的满足要求的扫描长度。试验采用扫描频率8-80Hz, 扫描长度分别采用8s、10s、12s、14s、16s、18s。通过对比分析试验资料的原始单炮记录和频谱分析, 在原始单炮上, 14s的能量最强, 其他基本一致, 各扫描长度获得的地震记录目的层位都不明显, 在频谱分析对比中, 可得到18s的扫描长度获得频带宽度略大。综合考虑生产因素, 采用10s和12s的扫描结果更适合实际生产。
3.2 可控震源组合方式
可控震源组合方式与炸药组合方式相同, 主要目的是增加激发能量和压制干扰波。震源组合方式的点试验采用扫描频率8-80Hz, 扫描长度12s, 出力70%, 4台4次垂直线性组合定点震动, 4台4次垂直测线线性组合动点震动, 4台4次平行测线线性组合定点震动。
通过对比分析震源组合方式的点试验单炮和频谱, 可看到定点震动比动点震动能量要强, 垂直测线震动组合比平行测线震动组合效果好。对比分析震源组合方式现场处理剖面, 可看到定点震动比动点震动能量要强, 垂直测线震动组合在小号比平行测线震动组合效果好, 而沿测线定点震动的剖面同向轴连续性和信噪比在大号部分要略好于垂直排列移动震动。震源的组合方式主要作用在于对压制干扰具有方向特征, 但是对能量、信噪比等影响较小。综合考虑到施工难度和两种震源方式的剖面效果, 在该工区选取沿测线方向线性定点震动, 扫描长度12s, 扫描频率8-80Hz, 出力70%。
4 结论
可控震源参数的选择影响地震勘探的成功与否, 优选的可控震源激发参数影响所获得的地震资料的分辨率和信噪比。故在设计激发参数的时候, 必须要考虑到目的层的深度及仪器设备的条件, 针对所在勘探地区的地表状况、地质构造、目标层位和主要存在的干扰波选择合适的激发参数。只有这样, 才能做到有的放矢, 有效的提高地震记录的质量, 为数据处理和资料解释提供方便和资料保真度。
震源扫描长度的延长可以增加反射信号的能量, 拓宽频带范围。可控震源组合方式可以有效压制干扰具有方向特征的噪音信号, 但是对能量、信噪比等影响较小。
钻头在各种地层的水力参数优选 篇2
关键词：钻头,地层,水力参数优选,分析
利用实钻资料、测井资料等现场数据来对地层可钻性作出评估, 并以此为基础来进行钻头水力参数的选优, 是适应钻井工程不断发展的需要。钻头水力参数的选择对于钻井速度有着很大的影响, 不当的参数选择会造成较高的成本和较慢的钻井速度。地层岩性具有复杂性的特点, 在实际的钻井作业当中, 依靠钻头水力参数优化来提升钻头工作性能已收到业内的普遍认可。因此, 对钻头在各种地层的水利参数优选进行探讨, 明确地层差异下所匹配的水利参数, 对于钻井工程的工作优化和长足发展具有积极的现实意义。
1 钻头水力参数优选的必要性
在选择钻头水力参数时, 如选择的水力参数过大, 其水力破岩能力虽然得到增强, 机械钻速得到提高, 但钻头寿命则会缩短、总进尺减少, 造成钻井成本进一步增加。而选择的水力参数过小, 虽然一定程度上节约了资源, 但钻头却不能进行及时地冷却, 其破岩潜力难以有效地发挥出来。因此, 进行钻头水力参数的优选, 寻求效率与成本间的协调就十分必要, 应在实际施工中给予足够的重视。
钻井水力参数优选的关键, 是确定合适的排量、泵压和喷嘴尺寸。牙轮钻头的钻井水力参数优选, 是从充分发挥机泵条件出发, 目前现场用的最多的有两种理论 (工作方式) , 即最大钻头水功率和最大冲击力理论。P DC钻头是一项新技术, 在我国广泛使用还是近几年的事情。国内外的一些厂商和用户, 如休斯工具公司和我国的一些油田, 在实践中摸索和总结出了确定P DC钻头钻井水力参数的基本规律, 但都没有用系统的理论加以说明和定量计算。通过对P DC钻头和牙轮钻头钻井水力参数的优选, 可以得到以下两点基本认识:1) 泵功率一定, P DC钻头与牙轮钻头相比, 排量对钻速的影响更为重要。2) PDc钻头比牙轮钻头要求的泵压低尉牙轮钻头来说, 泵压对钻速的影响更为重要。水力参数优选设计分析现场实践表明, 泵压和排量对P DC钻头和牙轮钻头机械钻速的影响不同。POC钻头。3) 石油钦尖工梦栩q1年艺, j趋向于使用较高排量和较低泵压, 而牙轮钻头趋向于使用较高泵压和较低排量。
2 基于地层岩性差异的钻头水力参数优选分析
当进行某新区的勘探开发时, 只需通过少量的钻井施工, 便可获知测井资料和地质资料, 并对比取得的岩心和钻出的岩屑, 便可对岩石性质作出较为准确的估计。而当岩石性能一旦确定, 便可作为钻头水力参数优选的重要依据。针对各种地层的岩石性质来进行钻头水力参数的优选, 利于降低钻井成本, 提升钻井速度。其优选方法包括以下方面的内容:
对于地层岩性硬度属于软到中, 且研磨性低的岩层, 如遇到半胶结或胶结的白垩岩、泥页岩及砂岩等地层时, 钻头应进行如下水力参数的选择:选用直径为16毫米、19毫米或25毫米的PDC复合片来作为主切削齿, 钻头的剖面轮廓以中等剖面和长剖面为主, 使用中等深度或鱼尾式的排屑槽, 采用PDC复合片保径或金刚石, 选用中等密度或低密度的布齿。
对于地层岩性硬度属于中等, 且研磨性中等岩层, 如遇到硬石膏、白云岩、石灰岩、研磨性页岩、脆性砂岩等地层时, 钻头应进行如下水力参数的选择:选用直径为8毫米或13毫米的PDC复合片来作为主切削齿, 钻头的剖面轮廓以短剖面和中等剖面为主, 应用较之稍浅或中等深度的排屑槽, 采用人造金刚石保径、PDC复合片保径或辅以天然金刚石, 选用高密度或中等密度的布齿。
对于地层岩性硬度属于中硬到坚硬, 且具有较高研磨性的岩石, 如遇到花岗岩、火山岩、石英岩、砂岩等地层时, 常规钻头已经不再适合, 应当选用以天然金刚石或人造聚晶金刚石为切削材料的钻头, 其水力参数应进行如下选择:选用天然金刚石或人造聚晶金刚石来作为切削齿, 钻头的剖面轮廓以短剖面为主, 较平切削剖面有时也可作为应用的选择对象, 应用较浅或浅的排屑槽, 采用天然金刚石保径, 且在布置切削齿时选用高密度的布齿。
3 钻头水力参数优选的实践应用
某油田新区在勘探任务完毕后, 开始实施开发工序。依据岩屑录井资料、取得的岩心及测井资料, 明确地层岩性如下:800～2100米段地层主要为砂岩、泥页岩, 且存在少量煤层, 岩性强度属于软到中, 表现为较低的抗压强度, 参加上述水力参数要求, 选择AR426、TD19M、M60等型号钻头;2100～2700米段地层主要为砂岩, 并含有一定量的煤层和泥页岩, 岩性强度属于中等, 表现为中等的抗压强度, 参考上述水力参数要求, 选择R447、DS53H、M55等型号钻头;2700～3500米段地层主要为石灰岩, 并含有岩盐、砾岩、白云岩等地层, 岩性强度属坚硬, 表现为较高的抗压强度, 故参考水力参数要求, 选择S248、D27等型号尊头。且实践结果表明, 这一参数优化形式, 大大降低了钻井成本, 加快了钻井速度, 经济效益十分显著。
4 结语
钻头在各种地层的水力参数优选是一个复杂、系统, 且需要周全考虑的工作。在实际的参数优选工作当中, 除结合考虑各地层岩性外, 还应根据实际情况作出适当的调整, 有的放矢地进行。我们有理由相信, 科学技术的不断发展, 必将促进钻头工艺的进一步完善, 从而为钻头水力参数提供更多选择, 为钻井工程的有效进行提供有力保障。
参考文献
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参数优选 篇3
可控震源的应用已成为地震勘探的主要激发方式, 能够使用于不同地表环境, 可以有效控制输出所需的地震子波, 频带范围和激发能量。可控震源相对于炸药, 具有低成本投入、施工效率高、高安全性和环保等特点。毛里塔尼亚地处西非撒哈拉沙漠, 其Ta1区块属于山地地形, 地表有大量的火山岩和沉积岩出露, 主要是砂岩和泥质砂岩, 巨石和砾石大面积分布, 部分地表被沙漠覆盖[1]。地形上是北部高南部低, 山地呈台阶状分布。根据甲方要求, 在该地区采用可控震源施工, 施工参数根据其具体的试验结果确定。在该地区针对性的先做了点试验, 根据点试验结果确定线试验内容, 最终确定最佳的采集参数。
1 可控震源工作方式
可控震源勘探原理是通过所使用的电子箱体控制平板产生连续震动信号, 将能量分散的传送给大地, 然后用数学相关的方法把分散的能量集中起来, 通过数据接收和叠加, 最终获得与炸药记录相当的地震资料。可控震源是一种机械装置, 由计算机中的固定程序来产生需要的扫描频率信号, 通过推动振动器振动向地下发射延续时间较长的振动信号, 作为激发源来产生地震波[2]。可控震源可以有效的控制了激发的地震信号的能量和频率等要素, 并且在信号的激发过程中使产生的地震信号具有可调节性[3]。其理论上产生连续震动的地震波为线性的正弦信号[4]:
根据Lansely的研究结果, 可控震源的信噪比与扫描长度、震源台数、震源出力和扫描次数的关系如下[5]:
其中:NVIBS为震源的组合台数;
FGF为地面出力;
NSWPS每台震源的扫描次数;
LSWPLENG扫描长度。
BW震源的扫描带宽
在实际生产中, 主要考虑目的层的埋藏深度和所得资料的信噪比, 必须有足够的扫描时间提高激发的能量, 震源激发应必须具有足够的扫描长度, 同时还可以利用增加扫描长度, 使目的层的反射波可以避开震源产生的谐振干扰。震源扫描长度的延长可以增加反射信号的能量, 提高信噪比。
可控震源激发的一个延续时间的扫描信号, 即所称的震源扫描长度[6]。由于可控震源产生的地震记录是地震信号的数学运算过程, 是个信号相关过程, 随着扫描长度的增加, 最大相关值也迅速增加, 相关的效果越好, 其获得的信噪比也相应提高。在连续震源扫描信号进行过数学相关, 也可以避免一些背景噪音的影响, 并且多次扫描叠加可以消除随机干扰, 并能有效地压制线性干扰波, 获得信噪比较高的地震资料[7]。
扫描频率的选择包括起始扫描频率和终了扫描频率, 主要考虑地下深层目的层的频率响应, 工区内的强干扰以及相关子波的清晰度和分辨率, 避开强面波干扰, 提高资料信噪比。
震源扫描方式利用变频扫描方式可以压制子波边叶, 提高子波清晰度;同时利用变频扫描方式可以对所得资料有效信号频谱特征进行补偿。
可控震源组合方式。可控震源组合方式与炸药组合方式相同, 主要目的是增加激发能量和压制干扰波。增加可控震源组合台数, 可以有效提高地震波反射能量, 压制干扰波。
可控震源的震动次数, 根据垂直叠加原理可以压制不规则噪音, 在震动台次选择时, 不仅要考虑压制干扰、提高信噪比, 而且还要考虑激发能量和地震波动态范围对目的层反射波记录精度的影响。
2 点试验内容
该区块, 甲方只有重力和航磁勘探资料, 没有地震勘探, 临近区块有Total早期地震勘探资料可以借鉴。根据现有资料情况, 确定试验方案, 主要针对内容, 震源组合方式, 组合距, 扫描长度, 扫描频率, 扫描次数, 扫描方式, 出力。具体试验内容见表1。
根据点试验结果分析, 首先确认采用定点震动、4台震源、扫描长度12s、出力75、扫描频率6-72Hz、线性扫描的激发参数进行线试验。观测系统采用25米道距、25米炮距、480道接收的方式采集。线试验主要确定震源扫描次数。
3 线试验参数
毛里塔尼亚Ta1区块, 根据点试验结果, 可控震源的激发参数主要针对扫描长度和组合方式, 进行线试验参数安排, 线试验方案使用相关后数据, 且扫描一次记录一次数据, 累计扫描3次, 不进行Sercel428xl地震仪器自动叠加。对扫描方式使用变换相位的方法施工, 第一次扫描采用0相位, 第二次采用180相位, 第三次采用0相位。累计生产140个炮点, 获得420个地震记录文件, 对所获取的地震数据进过现场处理和详细的数据分析, 不同扫描的数据做垂直叠加合成单炮, 根据垂直叠加理论, 在叠加次数n的线性增加的同时, 有效信号相对于干扰信号增加了姨n倍。确定适用的生产激发参数。图1为扫描次数单炮和频谱分析对比, 从单炮的频谱分析, 2次扫描的0相位资料, 在能量上比1次扫描的0相位记录要好;在频率上, 1次扫描的0相位记录上谐波明显, 而2次扫描的0相位资料压制了高频段的谐波;在能量和频谱上, 2次扫描的0相位都比2次扫描的0和180相位要好;3次扫描的能量最强。综合考虑生产因素, 采用2次扫描更适合实际生产。
图2为扫描次数子波分析, 对获得单炮地震数据进行自相关分析, 统一采用500ms自相关长度。采用1次扫描0相位、2次扫描0-0相位和3次扫描0-180-0相位获得子波基本一致, 稳定性比2次扫描0-180-0相位的好。
不同扫描次数和方式的140炮地震数据进行常规现场处理, 获得4个不同采集方式的现场处理剖面, 对不同剖面进行剖面对比分析。图3为扫描次数现场叠加剖面对比分析。从剖面对比可以看到, 2次扫描0相位剖面和1次扫描0相位对比, 2次扫描同相轴连续性要好一些, 且信噪比也要高, 但是分辨率有所下降;2次扫描0相位剖面和2次扫描0-180相位对比, 2次扫描0相位的信噪比、同相轴连续性和分辨率都比0-180相位的要好很多;2次扫描0相位剖面和3次扫描0-180-0相位对比, 在浅层, 3次扫描0-180-0相位同相轴连续性和信噪比都比2次扫描0相位要好, 但是分辨率低;在深层, 同相轴连续性和信噪比基本一致, 但是2次扫描0相位的分辨率要高于3次扫描0-180-0相位的剖面。
可控震源不同采集参数的数据, 通过对单炮和剖面的对比分析, 综合考虑到施工难度等因素, 可确定2次扫描0相位的在频谱分析, 子波稳定性和剖面质量都是相对最适合该地区生产。最终确定, 在该工区使用沿测线方向线性定点震动, 4台震源, 震源距20米, 扫描长度12s, 扫描频率6-72Hz, 出力75%, 相位0, 扫描次数2次。
5 结论
从试验分析结果可以看出, 可控震源激发参数的好坏, 会直接影响地震勘探的成功与否, 优选的可控震源激发参数影响所获得的地震资料的分辨率和信噪比[8]。故在设计激发参数的时候, 必须要考虑到目的层的深度及仪器设备的条件, 针对所在勘探地区的地表状况、地质构造、目标层位和主要存在的干扰波等选择合适的激发参数。野外采集所获得的地震数据的质量, 将会严重影响到后期地震资料的处理和资料解释工作。而目前地震勘探中, 获得高分辨率和高信噪比的地震数据是地震勘探的焦点。所以, 我们只有在实际生产中做到有的放矢, 尽可能的提高地震记录的品质, 为后期的数据处理和资料解释提供方便和资料保真度。
摘要：毛里塔尼亚Ta1区块属于山地区, 地表有大量火山岩和沉积岩出露, 部分地段被沙漠覆盖。可控震源参数对地震采集信号的影响。试验分析确定可控震源激发参数, 主要针对扫描次数, 扫描长度和扫描方式。根据试验资料的分析和综合考虑, 选取最适合该工区的生产参数。
关键词：可控震源,扫描次数,频率,信噪比,叠加剖面
参考文献
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参数优选 篇4
稳定分析是系杆拱桥设计中的基本问题之一。根据结构荷载-位移曲线的不同，稳定问题一般可分成两类，即第一类稳定问题(弹性稳定问题)和第二类稳定问题(弹塑性稳定问题)。虽然有平衡分支点的第一类稳定问题不能像第二类稳定问题那样考虑种种非线性影响，但是，结构的弹性稳定解仍在解析意义上反映着稳定问题的基本规律，同时又近似地代表着第二类稳定问题解的上限，掌握线性稳定理论以及有关经验公式，对于桥梁设计具有重要的意义[1,2]。
根据无横撑系杆拱桥可能发生的整体屈曲形式，又将其基本失稳模态分成面内失稳和面外失稳2种，每一种失稳模态及其稳定承载力均与系杆拱桥的结构构造及其材料特性密切相关。
本文以圆弧拱轴线的无横撑系杆拱桥弹性稳定承载力的解析表达式为基础，探讨无横撑系杆拱桥的面内、面外稳定承载力及其参数优选，有助于进行系杆拱桥的屈曲稳定分析及其概念设计。
1 系杆拱桥的面内屈曲稳定及其参数优选
1.1 面内稳定承载力的计算
承受均布径向荷载的等截面双铰圆拱的面内屈曲临界荷载[1]：
式中：EIy为拱肋截面的面内抗弯刚度;R为拱轴线半径;α为拱轴线的中心角。
由于系杆和吊杆对拱抵抗变形的加强作用，系杆拱的临界荷载大大提高。
针对刚性拱肋、柔性系杆和柔性吊杆的情况，前苏联学者A.B.阿历克山大洛夫[3]用能量法推导出系杆拱桥在竖向均布荷载q作用下的面内承载力近似计算公式：
式中：临界荷载提高系数
式(3)中：λ为矢跨比，λ=f/l;n为由吊杆等距分布的节间数，或为吊杆数+1。计算坐标系见图1。
1.2 基于面内稳定性的参数优选
为实用方便起见，通常把圆弧拱的临界荷载表示为矢跨比λ=f/l及跨度l的函数，由几何关系得：
将式(4)、(5)代入式(1)，再代入式(2)后，可整理得到下列稳定承载力计算式：
其中ηz可由式(3)求得。
图2为根据式(7)得出的矢跨比λ对K軍1的影响。结合式(6)，可以对影响系杆拱桥的面内稳定性的结构参数作如下讨论：
(1)由于拉杆和吊杆的影响，系杆拱比相应裸拱的面内屈曲承载力高很多，吊杆布置得越密，稳定承载力越高;
(2)矢跨比越小，面内稳定承载力越高。在吊杆密布及小矢跨比的情况下，系杆拱桥几乎不会发生面内失稳。这一点还可以从图3的变形情况直观地得到说明，假定拱在外荷载作用下发生了反对称的屈曲变形，这时受拉的系杆(或加劲梁)通过吊杆对拱肋的作用力，总有抵消拱的屈曲变形的趋势，矢跨比越小，系杆内拉力越大，因而抵抗拱的屈曲变形的能力越强;
(3)拱肋截面的面内抗弯刚度对承载力贡献最大，有线性递增关系;
(4)在矢跨比相同的情况下，跨度越大，面内稳定性越差。
2 无风撑系杆拱桥的面外屈曲稳定及其参数优选
2.1 无横撑情况下面外稳定承载力计算
文献[1]考察了侧向屈曲失稳前、后无横撑系杆拱桥的总势能变化，包括：拱肋侧向弯曲和扭转变形能以及吊杆拉力的竖向分力位势和水平分力(非保向力)位势。应用最小势能原理，推导得出无风撑系杆拱桥的面外屈曲承载力的近似计算公式为：
其中：
式中：EIz为拱肋的侧向抗弯刚度，μ=EIz/G J为拱的弯、扭刚度比。
η项反映吊杆拉力在屈曲变形中的非保向力效应的扩大系数，在假定桥面刚度很大、不随屈曲变形发生侧向位移的前提下，可导出C的计算式为：
文献[1]还给出C的下限值为：
2.2 基于面外稳定性的参数优选
将式(4)、(9)、(10)代入式(8)，整理成：
式中：
式(13)概括了影响无横撑系杆拱桥面外稳定性的主要参数，即跨度l、矢跨比λ和α、拱肋抗侧刚度EIz以及拱肋的弯扭刚度比μ。显然桥跨布局与拱肋的截面形式是决定承载力的主要因素。
图4是根据式(14)绘得的矢跨比λ与K軍2之间的关系，上面2条曲线对应μ=1和4的情况，下面的曲线为C=0即忽略吊杆非保向力效应的情况。
根据式(13)和图4，可以看出：
(1)由于非保向力的作用，系杆拱比单纯裸拱的侧向稳定性提高了很多;
(2)拱肋截面的弯扭刚度比μ对面外稳定承载力影响不显著，但拱肋侧向抗弯刚度与侧向屈曲承载力成正比;
(3)当桥面刚度较大、系杆和端横梁对拱脚有较强约束时(推导式(13)的前提假定)，若拱肋截面选择适当，拱间可以不设横撑。此时，基于侧向稳定性的最优矢跨比在0.25左右，见图4。
(4)比较图2和图4不难看出，当拱肋截面的面内、面外抗弯刚度接近时，系杆拱桥的面内稳定性一般要优于面外稳定性，或者说在无侧向支撑的情况下，面外稳定性通常控制设计。
3 基于面内和面外稳定性相等的最优截面宽高比
无横撑系杆拱桥的面内、面外稳定承载力接近，是设计者追求的目标之一。由于矩形和类矩形截面是无风撑拱肋的常用截面形式，比如，广东开平桥为箱形截面拱肋，浙江义乌篁园桥为扁放圆端形拱肋，故这里以矩形截面为例，探讨拱肋截面的最优高宽比是有实用意义的。
设矩形拱肋截面的宽(水平边长)为a、高为b，则其抗弯、抗扭惯性矩：
式中：β为扭矩计算系数。
由于矩形截面抗扭惯性矩的理论计算公式中含有双曲函数的无穷级数[4]，使用起来非常不便，通常在给出计算公式(16)的同时，附带系数β的计算表格，见表1。为方便参数分析，以椭圆形截面抗扭惯矩表达式的形式为基础，根据矩形截面的数值解形式，拟合得到下面的计算公式：
表1列出了在常见宽高比情况下，按公式(16)和公式(17)计算的抗扭惯性矩比较，在工程常见的a/b≤3范围内，公式(17)已有足够的精度。
对于混凝土材料的拱肋，剪切模量和抗弯模量间有如下关系：
至此，由式(15)、(17)、(18)，可以将拱肋截面2个方向的弯曲刚度比和弯扭刚度比用截面边长表示如下：
令表示面、内外稳定承载力的公式(6)、(13)相等，式(6)中的ηz取吊杆密布的情况，同时将其中的截面特性通过公式(19)、(20)表示成a/b的形式，这样可以得到以下方程式：
式中：t=(α2π)2，α见式(5);
用MATLAB编程，可以求出在工程常用矢跨比λ下，满足面内、外稳定承载力相等时的截面宽高比a/b，结果见表2。
4 结语
(1)关于系杆拱桥的面内稳定性。由于系杆和吊杆的影响，系杆拱比没有系杆和吊杆的裸拱肋的面内屈曲承载力高很多，吊杆布置得越密，稳定承载力越高。矢跨比越小，面内稳定承载力越高。拱肋截面的面内抗弯刚度对面内稳定性贡献最大，有线性递增关系。在矢跨比相同的情况下，跨度越大，面内稳定性越差。
(2)关于系杆拱桥的面外稳定性。由于非保向力的作用使得带有吊杆的系杆拱比单纯裸拱的侧向稳定性提高很多;拱肋截面的侧向抗弯刚度与面外稳定承载力成正比;当桥面刚度较大、系杆和端横梁对拱脚有较强约束时，若拱肋截面选择适当，拱间可以不设横撑。此时，基于侧向稳定性的最优矢跨比在0.25左右。
(3)无横撑系杆拱桥的面内、面外稳定性讨论。当拱肋截面的面内、面外抗弯刚度相近时，系杆拱桥的面内稳定性一般要优于面外稳定性，或者说在无侧向支撑的情况下，面外稳定性通常控制设计。按面内、外稳定承载力接近的原则设计的无横撑系杆拱桥，其拱肋截面宽度应当大于高度，且矢跨比越小，拱肋截面应当越扁。
摘要：在无横撑系杆拱桥设计中,拱肋的侧向稳定是控制设计的因素之一。以无横撑系杆拱桥弹性稳定承载力的解析表达式为基础,探讨了结构参数变化对面内、面外稳定承载力的影响;在设定无横撑系杆拱桥的面内、面外稳定承载力相等的原则下,研究了无横撑系杆拱桥的参数优选,并给出了基于稳定性的概念设计讨论。
关键词：桥梁工程,系杆拱桥,屈曲稳定,非保向力,参数优选
参考文献
[1]李国豪.桥梁结构稳定与振动(修订版)[M].北京:中国铁道出版社,1996.
[2]项海帆,刘光栋.拱结构的稳定与振动[M].北京:人民交通出版社,1991.
[3]A.Ф.斯米尔诺夫.结构的振动和稳定性[M].楼志文译.北京:科学出版社,1963.
参数优选 篇5
1 气田在防砂方面采用的物理性质模拟试验
1.1 试验的设备
该项试验采用的试验设备为自行设计出来的防砂实验装置, 对深水浅层中气田在产能方面防砂的重要性进行了探讨和研究。该试验的装置由多种系统组成, 其中主要包括:模拟方面的系统、循环方面的系统以及数据的测量和进行采集的系统三个方面, 该试验还可以在围压的条件之下, 对出砂的流动规律做出有效的试验评价, 同时, 对防砂管的防砂情况和以及砾石充填在防砂方面的情况做出相关方面的试验评价, 该试验在进行的过程中, 可以对气井出砂的总量。气井的产量、气井不同关键点处的压力以及所产出的沙粒其直径大小等多个方面的参数进行了相关方面的测量和监测, 对筛管和气田出砂量之间的变化进行了分析和研究, 为该试验的最终试验目的提供有效地保障, 对相关方面气田进行了实际性的优化设计。
1.2 试验的材料
1.2.1 进行防砂的筛管
筛管是一种由高等级别植物中韧皮的部位中所提取的管状的结构形式, 它主要的作用就是将植物中的诸多有机物质和光合作用下产生的物质进行长距离的运输, 在气井当中, 就是对气井中的砂进行长距离运输的管道, 这些管道多数进行使用的为金属材料的管道。
1.2.2 防砂采用的砾石
砾石也就是经过风化后的岩石在通过水流的搬运下所形成没有棱角的天然性的粒状材料, 一般, 砾石的直径在2~60 mm之间不等。该试验中所使用的砾石为工业方面的使用的砾石。
1.2.3 对地层砂进行模拟
该材料需要对实际试验地段中沙粒的分布情况进行分析, 对不同的沙粒分布情况采用不同的沙粒直径标准, 并按照不同的最终比例设计出试验当中所需要的地层砂。
2 防砂的优选试验和试验之后的结果分析
2.1 普通出砂进行模拟试验的情况和最终结果分析
在该试验当中, 所使用的筛管分别为金属网筛管、金属棉筛管和绕丝筛管三种, 并且对三种防砂的筛管在防砂方面的参数进行最终的确定。经过确定可得出, 三种筛管在防砂过程中的精度分别为20 0/μm、140~180/μm、250/μm, 三个数据无法对优选做出精准的判断, 因此, 需要进一步进行相关方面的分析和研究[2]。三种筛管在产能以及出砂量中的详细数据, 数据表明, 绕丝筛管和金属网的筛管从两个方面来看都较占优势。
2.2 砾石的充填在优化试验中的最终结果和分析
在进行砾石的充填之前需要对砾石的尺寸进行确定, 将其确定之后需要对砾石所充填的厚度进行确定, 一般, 砾石所充填的厚度是需要根据气井的井眼和筛管的外部直径进行判断, 砾石充填的厚度需要对气井眼进行扩张, 而它的渗透概率要比储层的渗透概率要高, 井眼在进行扩眼之后, 渗透的能力会有所上升, 而生产的能力也会有所提高, 但是, 井眼的扩大需要有限度, 不能盲目的进行。
试验的结果如表1所示。气井的总体产能与历史的厚度之间成正比, 而出砂的量也会随着砾石厚度的增高而增加, 因此, 井眼不能盲目的进行扩大;对于油井来说, 砾石厚度的增加有利于油井的防砂效果, 而气井完全与之相反;绕丝筛管的应用, 使得气井的产能有了提升, 而筛管外部的流动速度也随之加快, 出砂的总量也随着增加;当历史的厚度到70.0 m m以上, 金属网的筛管已然可以满足防砂方面的需求[3]。
3 结语
油井中通常使用的砾石, 其尺寸都会比气井中使用的砾石尺寸大, 气井在防砂过程中使用的尺寸一般在1/2~1/3之间即可;气井的井眼适当的进行扩眼是可以有效的提高气井的最终产量, 充填砾石可以改变周边地带的渗透情况;在使用筛管和砾石之前, 一定要对周边的地带情况进行详细的分析和研究。符合以上三点, 才可以优选出最佳的防砂设计, 在防砂的同时还可以有效的保证产量。
参考文献
[1]邹洪岚, 汪绪刚, 邓金根.大型疏松砂岩油藏出砂产能模拟试验及防砂方式优选[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版, 2009 (S1) :146-149.
[2]曾祥林, 孙福街, 王星, 等.渤海稠油油藏简易防砂条件下出砂规律模拟实验研究[J].中国海上油气, 2009 (6) :6-8.
参数优选 篇6
1 计算优选法的原理和方法
基于排列组合概念是网格优选法的一种计算优选方法, 其原理是将M件彼此相关的事, 如果离散化M1的取值范围, 平均等分N1个取值;同理离散化M 2的取值范围为N2个取值;离散化Mm的取值范围为Nm个取值;则其组合的结果种类数为:
2 确定计算变量
电动汽车在额定电压工作下电动机的工作电流称为电动汽车的额定电流。额定电流直接影响电动汽车的运行性能。如果电流过大, 则电池放电时间减少, 影响电动汽车的巡航里程;如果电流过小, 则电动汽车无法起动。由电池放电特性可知:电池放电时间与放电电流大小不是线性关系, 所以电池在放电过程中尽量以小电流形式放电, 这样可以保证电池的放电时间, 这也就要求电动汽车的额定工作电流尽量小。使放电电流小于0.8倍电池容量电流可以使单元电池持续放电一小时以上。如果电池容量是100A·h, 则放电电流要小于80安培。
3 建立电机模型
通过ANSOFT软件建立电机模型, 以广东工业大学电机研究所设计的电动汽车用永磁无刷直流电机为模型, 其参数数据如下表1。
4 建立仿真SETUP
4.1 添加变量
先增加参数变量, 再在ANSOFT软件中的RMxprt_Optimetrics中建立模型, 这样RMxprt才可以以变量的形式进行组合计算。首先定义电动汽车的额定电压的变量为Voltage, 在额定电压的具体值输入框里输入变量Voltage, 然后回车, 出现Add Variable的对话框, 然后点OK即可。同理可以设置电动机铁心长度的变量为Depth。
4.2 建立Setup与添加计算参数
ANSOFT软件的Optimetrics中的Parametrics计算是在Setup中进行的, 所以需要建立Setup。点击RMxprt下的Optimetrics, 生成Setup, 然后在Variable的下拉框中点出刚刚设置的几个计算参数。并分别设置他们的计算步长。
设置完计算参数后, 再点击Calculations, 在图中点击所要计算的参数, 再点击添加Calculation按钮, 依次添加平均电流、额定转速、额定转矩、效率等为计算参数。
5 优选计算
设置完以上变量之后便可以进行优选计算。右击Parametric Setup1中的Analyze即可。计算完后, 右击Parametric Setup1中的View Analysis Result按钮, 再点击Profi le就可以查看计算结果, 其计算结果
如表2。
从计算结果表2中可以得到计算方案。分别以电动汽车的最高转速、额定转矩输入电流为要求指标, 可以得出2号、4号、10号设计方案均能达到设计要求。再以生产成本为要求指标, 所以选择铁心长度短, 蓄电池组少的2号设计方案。
6 结语
本文阐述了计算优选法的方法和原理, 根据永磁无刷直流电动机的参数要求从软件的计算结果里选择了一款满足电动汽车用永磁无刷直流电动机方案。提高了设计效率。不足之处在于:需要加入设计成本的计算, 使经济与效益达到最优化。
摘要：本文阐述了计算优选法的方法和原理;确定了设计变量与计算参数;建立了电机模型;增加了设计变量;创建了Setup与添加了计算参数;优选计算了一组设计方案;选择了一款满足电动汽车用永磁无刷直流电机方案;提高了设计效率。
关键词：电动汽车,永磁无刷直流电动机,优选计算,ANSOFT
参考文献
[1]华罗庚.优选学[M].北京:科学出版社, 1984.
[2]Sandeep Dhameja.Electric vehicle battery systems[M].Boston:Butterworth Architecture, 2002
[3]Xiao Fang, Zhang Jiqaing, Tu Hailing.Electric vehicles[M].Beijing:Metallurgical Industry Press, 2002.
[4] (日) 电气学会, 电动汽车驱动系统调查专门委员会, 康龙云, 译.电动汽车最新技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.8.
[5]C.C.Chan.K.T.Chau.Modern Electric Vehicle Technology[M].Oxford University Press, 2001.
参数优选 篇7
马11块属于马厂油田主体老三块之一, 东边为马19块, 西边为马10块。马11东块在其东部, 构造上相对完整。含油面积0.54km2, 石油地质储量110×104t, 标定采收率40%。储层岩性为岩屑质长石砂岩和长石砂岩, 储层物性较好, 平均孔隙度为17.97%, 平均渗透率为105m D由于天然能量井产量衰竭, 油水井利用率下降, 见效油井含水上升, 导致区块产量持续下降, 含水持续上升, 采油速度降至0.6-1%左右, 含水上升到90%以上。
2 参数优化
2.1 井组不同“CO2注气量”的优选
对马11东块选择水气交替驱的气水比为1:1进行优化注气量。以马新11-14为例, 设计不同的注入量, 研究其增油量、换油率指标。注入量分别设定为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5PV, 增油量和换油率是相互影响的参数, 根据单段塞优化方法, 优选注入量为0.25PV。
2.2 井组不同“CO2气水比”的优选
以马新11-14为例, 设计不同的气水比, 研究其增油量的变化。气水比分别设定为2:1、3:2、1:1、2:3、1:2。随着气水比的增加, 增油量先增加后下降, 气水比在1:1时, 井组的增油量最大, 优选气水比为1:1。
2.3 井组不同注水速度的优选
水段塞对气段塞起到推动作用, 水段塞均匀推进可提高二氧化碳利用率, 但注水速度慢会导致方案时间长, 对水注入速度分别设定80 m3/d、100 m3/d、120 m3/d、140m3/d、160m3/d、180m3/d等6套方案, 结合水驱开发历史, 优化注水速度为120m3/d。
2.4 井组不同注气速度的优选
减小注气速度可使气驱前缘均匀推进, 提高二氧化碳利用率, 但注气速度过慢会导致方案时间长, 优化注气速度为85t/d, 对气注入速度分别设定45m3/d、55m3/d、65m3/d、75m3/d、85m3/d、95m3/d等6套方案, 结合水驱开发历史, 优化注水速度为85m3/d。
2.5 注气首段塞大小
优化取不同的注气首段塞PV数0.02, 0.025, 0.03, 0.035, 0.04五个方案进行优化, 结果累产油随着注气首段塞先增大后减小。大段塞可取得较好局部混相效果, 提高增油量, 但段塞过大会导致气窜加剧, 增油量下降。优选首段塞大小为0.025PV。
2.6 注气后续段塞大小优化
选取不同的注气后续段塞PV数0.02, 0.025, 0.03, 0.035, 0.04五个方案进行优化, 结果随着注气后续段塞注入量先增大后减小, 由于段塞过大会导致气窜加剧, 增油量下降。优选首段塞大小为0.025PV。
3 注采参数敏感性分析
不同的注采参数对CO2/水交替驱的开发效果影响非常大, 选择最佳的注采参数可以提高二氧化碳的利用率, 增加采出程度。CO2/水交替驱的注采参数较多, 包括二氧化碳注入量、气水比、水驱注入速度、二氧化碳注入速度、首段塞大小和后续段塞大小等。如此众多的参数, 进行整体优化并不现实, 应首先确定各参数之间的影响关系和对增油效果的影响大小, 也就是进行敏感性分析。依次上下波动某注采参数的值, 发现注气量和气水比是对增油效果影响最大的因素, 是敏感性因素, 其影响效果远远大于注水速度、注气速度、后续气段塞大小、首段塞气大小等参数。
各参数影响排名为:注气量>气水比>>注水速度>注气速度>后续气段塞大小>首段气塞大小。因此, 马11东块二氧化碳/水交替驱的注采参数优化中, 首先选择优化二氧化碳注入量和气水比, 再确定其他参数。
4 结论
1) 本文根据井组参数的优化, 优选出针对区块最优的注采参数, 为区块进行大规模CO2/水交替驱提供依据。
2) 影响开发效果的参数很多, 应首先选择优化二氧化碳注入量和气水比, 再确定其他参数。
参考文献
[1]国殿斌, 房倩, 聂法健.水驱废弃油藏CO2驱提高采收率技术研究[J].断块油气田, 2012, 19 (2) :187-190.
[2]岳湘安, 王尤富等.提高石油采收率基础.第1版.北京:石油工业出版社, 2007:86-87.
[3]李士伦, 张正卿.注气提高石油采收率技术[M].四川科学技术出版社, 2001:30-44.