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動態(tài)模擬試驗裝置的測控系統(tǒng)設計
日期：2025-07-27 12:40
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摘要：
水平井分段壓裂技術是非常規(guī)油氣資源開發(fā)增產(chǎn)的重要手段;分段壓裂技術技術含量高,用到的井下工具種類多、數(shù)量大,技術風險高;因此這類工具在下井前應進行嚴格檢測。本課題是針對壓裂完井工具動態(tài)模擬試驗裝置進行的測控系統(tǒng)設計。本測控系統(tǒng)采用DCS和Fieldbus相結(jié)合的方式設計,由電控柜、操作臺、測量傳感器、采集處理單元、控制計算機和測控軟件組成;主要完成現(xiàn)場動態(tài)模擬試驗、靜態(tài)試驗、零部件測試試驗、泵房、司鉆房的參數(shù)檢測及相關控制功能;控制所有試驗設備的供電、啟停,準確控制試驗溫度、試驗壓力,以便滿足試驗要求。試驗參數(shù)通過數(shù)據(jù)總線傳送到一層控制室和二層監(jiān)測室,進行數(shù)據(jù)存儲、曲線動態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、超限報警等功能,一層控制室進行具體試驗操作,可進行閉環(huán)控制和緊急停車等功能,二層監(jiān)測室進行相關數(shù)據(jù)顯示及存儲。由于該裝置模擬現(xiàn)場壓裂施工工況,需要對高壓高流速的攜砂液進行檢測,實現(xiàn)對試驗過程中壓力、流量和砂比等相關參數(shù)的檢測,并對固液兩相的攜砂液測量中的問題進行了探討。
動態(tài)模擬試驗裝置可以替代實際**的發(fā)射裝置和實彈，搭載引信進行引信的靶場試驗，這種模擬試驗方法加快了引信研制進度，節(jié)約了試驗經(jīng)費，為引信的研制提供了新的思路。 本文研究了動態(tài)模擬試驗彈的發(fā)動機設計問題，推導了固體火箭推進劑燃燒的內(nèi)彈道數(shù)學模型，進行了內(nèi)彈道理論計算。分析了動態(tài)模擬試驗彈發(fā)動機的壓力曲線尖峰過高這一工程問題，發(fā)現(xiàn)其主要原因是單孔管狀藥的裝藥設計受通氣參量的制約所導致的。為此，提出了一種新型設計方案，采用兩節(jié)式裝藥的兩室一推發(fā)動機結(jié)構減小了初始壓力峰值和發(fā)動機燃燒通氣參量，同時提高了發(fā)動機推力，滿足了動態(tài)模擬試驗彈對發(fā)動機的要求。 搭載引信的靶場試驗結(jié)果表明：所設計的模擬實驗裝置達到了設計要求。
