题目：油气田钻井柴油机降噪设备设计与仿真研究

本课题来源于中石油《油气田钻井地面动力设备噪声综合治理》项目。课题研究分析了当前国内外油气田石油钻井作业噪声治理的主要方法，参考了大量的相关文献，对国内油田现场噪声进行了调研、数据采集，应用机械设计、石油钻井和声学等相关理论及方法，对噪声治理方案进行了详细的设计、分析和多种方式的模拟仿真。经过八次油田现场实验，最终达到并超过了井场整体降噪20dB的项目要求，实际降噪25dB。 论文工作对石油钻井的噪声治理以及石油钻井噪声行业标准的制定提供了科学依据和实验数据，其成果具有重要的理论和实际应用价值。 消声器是一种控制气流沿管道传播并通过其结构降低输入声波能量的消声设备。本文首先提出了按传统方法设计的一款复合式消声器的缺陷，借助软件GT-POWER对其性能进行仿真计算并提出了修改方案。通过分析发现复合式消声器针对柴油机排气噪声的消声性能并不理想。其后，根据排气噪声的特点设计了一款新的抗性扩张消声器，并对其结构进行了修改与仿真分析研究。抗性扩张消声器具有良好的消声特性，现场测量其消声量可达30dB。 隔声罩是将声源封闭在一个较小的空间以减少向周围辐射噪声的密闭性罩状机构。柴油机隔声罩的设计应在不影响工人正常工作的前提下，尽量提高隔声效果。选用在内部填充有机吸声棉材料的可推拉百叶窗式结构作为隔声罩壁板，既保证了隔声量，有解决了机体散热问题。其后，本文利用声学有限元分析软件SYSNOISE对传统隔声板与消声百叶窗的隔声性能进行了计算与比较分析。隔声罩设计为可调节的分段式组装结构，不但可以兼顾各种尺寸型号的柴油机，而且减小了孔隙漏声对隔声量的影响。现场测量隔声罩内外插入损失可达10dB。 对于井场整体噪声的控制，本文设计了一套钻井平台隔声屏障，包括隔声壁板及双层玻璃观察窗两个构件。利用SYSNOISE对典型的双层板结构的隔声性能进行了计算与分析，着重研究了中间层材料的属性与隔声效果的关系。对隔声屏障的隔声效果及风压量进行了计算，现场测量隔声屏插入损失可达33dB。