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题名近钻头钻压和扭矩的高精度温度补偿方法
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作者
董添奇
杨旭辉
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机构
长江大学电子信息与电气工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第4期71-79,共9页
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基金
中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院项目“抗150℃近钻头工程参数测量工具的研制与试验”(CQZT-zcy-2021-JS-1053)。
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文摘
获取近钻头工程参数对于钻井安全生产具有十分重要的意义。随着技术的发展,地面间接测量技术已无法满足实际钻井需求,通过井下直接测量的方式获取实时的钻压扭矩等参数是当前主要研究方向。为此,根据应变测量原理,提出了井下钻压扭矩参数测量的应变片粘贴方案和电桥测量方案。试验研究表明,机械结构自身的应变与外载之间存在非线性关系,并且在高温环境下非线性误差更加突出。为了提高测量数据的精度,通过简化温度、压力和电桥输出电压之间的关系,建立数学模型,利用耦合多项式变换矩阵对机械结构自身引起的变形误差进行软件补偿。试验结果表明,该方法使直接计算应变片受力的平均绝对误差从2.14033 kPa降低为0.27739 kPa,降低了约87%。该方法有效地减小了测量近钻头钻压和扭矩的误差。
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关键词
近钻头工程参数测量
应变片
软件补偿
钻具变形
惠斯通电桥
钻压
扭矩
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Keywords
near-bit engineering parameter measurement
strain gauge
software compensation
drilling tool deformation
Wheatstone bridge
WOB
torque
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名基于玻璃空腔衬底的高温压电超声换能器设计
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作者
刘月
孙长河
黑创
罗明璋
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机构
长江大学电子信息与电气工程学院
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2024年第12期41-46,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(52205587)
湖北省自然科学基金项目(2022CFB734)。
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文摘
为了提高压电超声换能器在高温下的机电转换效率和稳定性,设计了一种基于玻璃空腔衬底的高温压电超声换能器,并对其进行了结构优化。通过有限元仿真、器件制作和实验测试,分析了玻璃空腔尺寸和工作温度对有效机电耦合系数、谐振频率、阻抗曲线的影响规律。结果表明:经优化后的玻璃空腔衬底可将机电耦合性能显著提升43.6%,在250℃下阻抗频率特性基本保持稳定不变,谐振频率仅下降4.3%。采用研制的器件对标准超声试块进行了高度检测,结果表明其测量相对误差为0.08%。
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关键词
压电
超声换能器
高温
玻璃空腔衬底
机电耦合系数
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Keywords
piezoelectricity
ultrasonic transducer
high temperature
glass cavity substrate
electromechanical coupling coefficient
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分类号
TB552
[理学—声学]
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