时变啮合刚度与齿侧间隙是齿轮传动系统的主要内部激励源,决定了齿轮系统动力学的基本特点和性质。啮合刚度的时变性影响齿轮系统的稳定性、引起系统的参数共振,齿侧间隙则引起系统强烈的非线特性。考虑时变啮合刚度、齿侧间隙等激励源,建立了齿轮系统非线性动力学模型,从模型参数设置合理性的新角度阐述时变啮合刚度、齿侧间隙对系统动态特性的影响。结果表明在低速工运行况下,过度简化时变啮合刚度会扼杀由单双齿交替啮合而产生的振动冲击响应;此时齿轮处于单侧啮合状态,在建模时可以不考虑齿侧间隙的影响,以达到简化模型、提高求解效率的目的。而在较高速运行状态下,齿轮处于单边冲击或双边冲击状态,齿侧间隙引起系统强烈的非线性特性,建模时必须考虑齿侧间隙。

基于Ramey经典井筒温度计算模型,结合井筒与地层间的热量传递过程分别建立了开井与关井两种生产状态的瞬态井筒温度压力数学模型,分析了不同工况下的井筒传热过程。利用建立模型对现场实际井例进行计算并与商用软件模拟结果进行对比,分析了开井和关井时对应井筒温度压力的分布情况,同时验证了井筒温度与压力预测模型的准确性,为气井实际生产过程中温度压力的预测提供了理论依据。

特殊螺纹接头在井下服役时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,当开关井、压裂液注入和产气时,接头处会发生轴向振动而影响接头密封性。为了从能量耗散角度研究轴向振动对特殊螺纹接头密封性的影响,推导了特殊螺纹密封面处一维连续体微滑理论模型,并通过有限元仿真对比验证该模型的合理性。通过仿真得出不同界面特性、不同压力、不同锥度、不同轴向循环载荷下密封面处能量耗散大小。研究结果表明:相同锥度下密封面处能量耗散大小随着摩擦因数的增加而增加,随法向压力的增加而增加,随轴向载荷的增加而增加;当密封面处锥度增大时,密封面处能量耗散值越大。应适当减小特殊螺纹密封面处锥度,提高特殊螺纹接头密封面处加工工艺,从而减小密封面处能量耗散,以提高接头密封性能。研究结果可为特殊螺纹的研究提供参...