水泥浆与泥浆比热的室内研究

井下循环温度是影响注水泥能否成功的关键因素之一,要准确计算循环温度,除了建立与井下实际情况吻合的模型外,还必须准确给出水泥浆、泥浆的热物性数据。首先根据测量液体比热的电流量热量法原则自制了测量装置,然后分别测量了15种水泥浆、5个密度的两类泥浆在7个温度范围下的比热,最后分别分析了水泥浆与泥浆的组份、密度以及温度的变化对水泥浆和泥浆比热的影响。结果表明：在相同密度温度条件下,水泥 浆、泥浆组份不同时,其比热不同;同组份的水泥浆和泥浆,在任何温度下,水泥浆、泥浆比热随密度减小而增大;对任何水泥浆、泥浆,其比热随温度升高而增大;一般在相同密度和温度条件下,泥浆比热比水泥浆的比热大。     

焦炉传热过程的数学模型

通过研究燃烧室中燃烧与辐射，以及炉墙与煤／焦的导热，建立了焦炉的数学模型，以模拟焦炉的燃料燃烧和传热，上数学模型得到的计算结果和在工业焦炉中实际测量结果，说明模型是可靠的。基于本模型是以煤气的流量和热值、废气循环率以及装煤特性为边界条件，数学模型模拟了燃烧室的换向，能够显示焦炉中的温度分布和装煤水分对煤气流量的影响。     

外热式自然循环蒸发器的计算

研究了外热式自然循环蒸发器的进料温度对循环速度、汽化段长度和传热膜系数的影响，并建立了数学模型，进行了模拟计算．计算结果表明，循环速度、汽化段长度和传热膜系数等参数随着进科温度的升高而增加．     

钻井过程中钻井液循环温度数值模拟

准确的预测钻井液循环温度对钻井作业安全、快速钻进具有十分重要意义。文章根据热力学第一定律及传热学的基本原理,考虑了钻井液传热受流动影响,建立了钻井液与地层之间的二维非稳态循环温度数学模型,模型通过优选钻井液流变模式,精确计算钻井液流变参数,并采用无条件稳定的全隐式有限差分法求得模型的数值解,提高了预测精度。最后用现场实测数据与模型计算数据进行了对比分析,验证了该模型的可行性和准确性。该模型可用于计算实际循环条件下的管柱内钻井液、管壁、环空钻井液与地层的温度分布,为准确预测钻井安全密度窗口和钻井液设计提供基础数据。     

防止水合物生成的井下节流机理研究

建立气井井筒压力温度及井下节流温降模型,预测节流前后井筒沿程压力、温度的分布。结合水合物预测模型,对防止水合物生成井下节流工艺进行设计。     

对常规注水泥温度场预测方法的评价

为了对常规注水泥温度场预测方法进行研究评价,分析了ＡＰＩ方法和一些常用的经验方法,并对ＡＰＩ公布的数据和国内首次实测的大量井下循环温度实际数据进行了对比,结果表明：常规预测温度的方法其平均相对误差均高于５％ ;虽然对于不同井深和不同的循环时间条件可以采用不同的经验系数由地层静止温度（ ＢＨＳＴ） 来估计井下循环温度,但该方法受到地区和各种因素的限制,时常与实际差别较大,不可能很好地满足钻井和固井施工的要求。要获取更准确的井下温度分布,应加强对本地区井下循环温度的实测和热交换过程的计算机模拟研究。     

一种新型机械过冷喷射制冷系统的理论研究

提出了一种新型机械过冷喷射制冷系统(NERS).该循环系统引入了一个辅助的液体-气体射流泵,通过消耗少量泵功,对冷凝器出来的液体进行过冷.与常规喷射制冷系统(CERS)相比,该系统可以有较大的过冷度.建立了新系统的数学模型,并针对环保制冷剂R600a和R152a两种工质进行了模拟计算.重点分析了发生器温度和机械过冷度对新循环性能的影响,并与常规喷射制冷循环进行了性能比较.计算结果表明,新循环能有效提高系统的性能系数(COP).对于制冷剂R600a和R152a,新循环COP比常规循环可分别提高约12%和11%.尽管新循环消耗的泵功稍有增加,但从火用的角度分析,新循环可以节约7%~8%的输入火用.对一定的制冷剂和工况,有相应的最佳机械过冷度存在.     

中深层地热井换热性能模拟研究

结合北方邯郸地区,通过Fluent软件建立中深层地热能井下同轴套管式换热器换热模型,模拟研究了岩土导热系数、内管导热系数、循环流体流量、循环流体入口温度变化对井下同轴套管式换热器换热性能的影响。结果表明：岩土的导热系数从1W/（m·K）增加到9W/（m·K）,换热器换热量增长约324.53%;内管导热系数从0.5W/（m·K）增加到4.5W/（m·K）,换热器换热量减少约40.37%;循环流体流量从10m³/h增加到50m³/h,换热器换热量增长约103.92%;循环流体入口温度从5℃增加到15℃,换热器换热量减少约23.14%。所以在实际工程中,应在岩土导热系数相对较大的地域开发中深层地热能,选择导热系数较小的内管以及循环流量较大的井下换热器,并保持外管循环流体入口温度较低。     

等离子弧热切削传热数学模型的研究

本文对等离子弧热切削过程中的热传导问题进行了研究，并建立了一个简化的实用数学模型，经与试验测试结果比较，所建模型基本上反映加热切削过程中加热温度变化特性。     

用微滤膜处理含油废水过程的数学模型及验证

通过微生元控制体质量衡算,建立了微滤膜处理含油废水过程的数学模型．模型预测了渗透速率与膜面流速、料液温度、浓度等操作参数的关系．通过实验对所建立的数学模型进行了验证,结果表明,模型计算值与实验值基本吻合．模型较好地反映了膜面流速、料液温度、浓度等操作参数对渗透速率的影响,为选择适宜的工艺操作参数提供了依据．     

预测钻井过程中井内温度分布的新模型

在钻井过程中,井内温度分布对钻井作业有较大的影响。在前人研究的基础上,考虑各种因素的影响,根据能量守恒原理,建立了循环和静止过程中井内温度分布的预测模型,并用有限体积法实现了该模型的求解。最后用现场试验数据对模型模拟结果进行了验证。该模型可用于计算井内钻井液的循环温度和静止温度,也可用于确定井眼周围地层的温度分布。     

计算气井井筒温度分布的新方法

气井井筒的温度分布计算对于气井设计及其动态分析具有重要意义,通过对井筒温度分布的预测,可以提高井筒压力预测的精度。     

低固相聚合物钻井液在大邑地区的应用

大邑区块地质条件复杂,井壁稳定性差,裂缝发育导致漏失严重,可钻性差.研究表明,钻井液的固相含量与钻柱的振动密切相关,固相含量的提高增加了钻井液的粘度,同时增加了阻尼作用.在大邑区块使用低固相钻井液钻井时,钻具振动减少,钻具失效相对较少;而用无固相钻井液时,钻具失效严重.BHA横向振动衰减有限元分析表明,使用低固相钻井液,钻柱阻尼作用得到增强,钻柱横向振动衰减越快,承受交变复杂应力的时间越短,越不容易出现疲劳失效.     

小井眼侧钻水平井波动压力计算模型

石油钻井过程中,准确确定起下钻引起的波动压力是保持井下压力平衡、防止井下复杂事故的发生和实施近平衡钻井的关键。随着近年来小井眼水平井钻井技术的不断应用,迫切需要解决钻小井眼水平井时的波动压力的计算问题。文中根据小井眼水平井的特点,用Ｈ－Ｂ模式描述钻井液的流变性,从流体运动的基本方程出发,建立起了小井眼侧钻水平井的波动压力计算模式。实例计算表明,该模式是可靠的,且具有较高的计算精度,完全可以用于小井眼侧钻水平井的钻井设计和施工。     

井筒和集输管线中水合物生成条件的预测

高压、低温条件下 ,天然气中含有一定的水分 ,在管道、井筒以及地层多孔介质孔隙中形成水合物 ,水合物的形成会造成巨大的危害。水合物的结构有I、II和H型 ,大多数水合物理论预测模型均在VanderWaals Platteeuw模型的基础上发展起来的。在统计热力学理论基础上 ,推导的水合物相平衡理论模型 ,适用于井筒和地面集输多相管流中水合物生成条件的预测 ,适用于I、II和H型水合物的相平衡计算。实例证明 ,这种模型的计算精度能够满足现场的要求     

垂直井筒两相流温度场的模拟计算

井筒多相流体的物性参数和流变特性参数等均是温度的敏感函数,因此,精确计算井筒多相流体的温度分布是准确预测其压力分布、进行油井生产参数优化设计和工况分析等的重要基础。文中基于两相流动力学和传热学理论,建立了垂直井筒及其周围地层温度场的数学模型。依据建立的模型,编制了不同开采工艺下的井筒温度场计算程序,并对单相和两相流体流动下的井简温度场进行了计算与对比分析。     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

反循环压井井筒温度场计算与分析

反循环压井过程中,井筒温度场受环境及压井液物理性质等外部参数影响十分明显。从反循环压井工艺特点出发,以传热学基本理论为基础,通过理论推导,得到反循环压井过程井筒温度场计算模型。对影响反循环压井过程中井筒温度的因素进行分析,结果表明,在压井过程中,泥浆排量、泥浆比热、地温梯度、井深以及压井循环时间和泥浆入口温度对循环过程中井下温度分布的影响较大;调整泥浆排量和泥浆入口温度可以作为调节井筒温度的有效途径。     

高温井井筒温度分布计算方法

井筒温度分布计算对于测试工艺设计、测试工作制度优化和动态分析都有着重要的意义,通过对井筒温度分布的计算,可以提高井筒压力计算的精度。以传热学原理为基础,依据能量守恒方程建立了井筒温度模型,通过将井筒分段,采用迭代方法求解,得到了单相液流、单相气流以及气液两相流时的温度分布计算方法。     

深水无隔水管钻井套管下入力学影响因素分析

从研究深水无隔水管钻井钻柱工作的环境影响因素出发,建立海流沿垂深方向流速分布数学模型,综合考虑海面风速、潮流流速等因素的影响,建立了海流力计算模型,利用加权残值法对钻柱力学模型进行求解。提出一套相关计算方法,为不同海况下套管下入能力预测提供了理论依据。