应急放喷工况下钻井四通的耐冲蚀性能

针对大排量应急放喷工况下钻井四通冲蚀问题,运用CFD软件模拟了钻井四通在日放喷量为100~1 000万m~3、日出砂量为7.5~38.5 m~3工况下的冲蚀情况。结果表明:随着日放喷量的增加,四通支管段气体流速增至当地音速,且压降增至0.98 MPa;当日放喷量超过300万m~3,四通内壁主要冲蚀区域由主通上壁面转移至主通与支管连接处和支管末端,最大冲蚀速率增至19.42×10~(-7) kg/(s·m~2);当日放喷量为1 000万m~3、日出砂量由7.7m~3增大至38.5m~3时,最大冲蚀速率由3.68×10~(-7) kg/(s·m~2)增至19.42×10~(-7) kg/(s·m~2),模拟结果与现场实测数据基本吻合。     

生态型河道水流特性研究现状

针对生态型河道中植被用于水质改善和美化景观时破坏了原来河道中水体结构的问题，回顾了国内外有植被河道水流特性的研究进程，从试验模拟和数值模拟两方面总结分析已取得的研究成果，认为水中植被的存在改变了原来水流的运动特性，并对影响水流特性的各种相关因素进行分析探讨，指出目前研究方法存在的局限性。鉴于生态型河道水流问题的复杂性，指出实际工程中应综合考虑多方面影响，合理种植植被，并对今后的研究进行展望。     

混氢天然气管道放空自燃过程数值模拟分析

天然气掺氢输送是实现大规模、远距离氢能转运的主要手段之一,但混氢天然气在放空过程中存在爆轰或爆燃的风险,对放空管壁施加的超压过大还会造成管壁破裂。因此,亟需明晰混氢天然气放空自燃与流场演化过程,进而量化放空管壁的一次超压。为此,利用计算流体力学方法数值模拟了混氢天然气管道放空自燃过程,对比分析了不同掺氢浓度条件下对自燃及压力波传播的影响规律,揭示了混氢天然气在阀门通道和放空管中的爆燃机制。研究结果表明：(1)高压气体在阀门通道内以压力波形式传播并不断地碰撞反射与叠加,形成马赫环结构,加热气体使温度升至自燃点,并触发自燃;(2)在阀门通道和放空管内均出现了爆燃现象,但压力波在放空管内能量迅速衰减,一段距离后温度大幅降低,气体不再燃烧;(3)掺氢比越大,压力波传递速度越快,自燃触发的时间越短,对放空管壁产生的一次超压也越大。结论认为,在确定的泄放压力与阀门开度工况下,降低掺氢浓度可有效减轻爆燃风险和减小壁面超压,实际工程中需结合输送经济成本和安全风险控制掺氢量在合理的浓度范围。混氢天然气管道放空自燃过程数值模拟分析取得的新认识有助于指导掺氢天然气管道的安全运行,将助力于绿色氢能的大规模混合...     

有植被的河道水流紊动特性模型试验研究

通过物理模型试验,研究了有植被的河道水流紊动特性.试验结果表明,在复式断面河道滩地种植柔性植被后,滩地糙率增大,水流紊动更为剧烈,河道水流紊动强度峰值由原先的滩槽交界区转移到滩地区.滩地的水流紊动强度沿程递减;滩槽交界区的水流紊动强度沿程不断增大;主槽的水流紊动强度主要与床面糙率有关,滩地植被影响了滩地水流的归槽时间,使主槽水流流速沿程增大.     

梯形截面振子水动力特性数值研究

流致振动现象广泛存在于实际工程中,其振动蕴藏的能量是可再生能源捕获利用的研究热点之一。该文对梯形截面振子的水动力特性进行直接数值模拟,分析了不同上下底比值(d/D)的梯形振子绕流流场及水动力特性。结果表明:三角形和梯形截面振子的水动力系数均大于方柱;d/D为0.3的梯形振子升力系数最大,较方柱增长132.75%;d/D≤0.5的梯形截面振子两侧边界层交替附着并产生区别于主流旋涡的近壁次生涡,引起了升力系数的三次谐频;随d/D的增大,旋涡形成长度增加,但尾迹宽度基本不变。     

海洋油气工程专业英语的特征及教学研究

海洋油气的勘探开发对海洋油气工程专业人才的国际化素质要求越来越高。海洋油气工程专业英语是连接专业知识和英语应用技能的桥梁。从海洋油气工程专业的含义、发展历史以及专业英语教材编写、教学难点等方面,阐述了我国海洋油气工程专业英语的典型特征,提出了多元化教学方式、课后专业文献资料翻译、多元化考核模式的创新互动式专业英语教学方法,为培养具有国际化的海洋油气工程人才打下坚实基础。     

输油管道泄漏点处原油流动局部流场的模拟

管道是石油化工领域内输送的基本单位,输油管道泄漏不仅会造成巨大损失,还会造成严重的环境污染。对输油管道泄漏模拟研究发现,无泄漏口时,原油在管道中的压力、速度和紊动能分布基本平稳。有泄漏口时,压力和紊动能在泄漏点处最大,速度先减小后升高。模拟得出输油管路泄漏点的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

气侵期间垂直环空气液两相流动模拟分析

钻井过程中,储层气体侵入井眼后将与钻井液在环空中形成气液两相流,若控制不好极易诱发井涌或井喷,尤其是含CO2、H2S等酸性气体的侵入,对储层、钻井装置和人的生命安全都构成了巨大的威胁。基于计算流体动力学方法,采用瞬态VOF模型对纯天然气气侵与含CO2、H2S酸性混合气气侵两种情况下的环空气液两相流场进行数值模拟研究,得出了不同气侵条件及气侵发生前后的环空流体流动规律,给出了气侵的动态过程、气液两相流型及各组分气体的分布情况。     

高压高产气井应急试采过程中采气树抗冲蚀性能分析

目的研究高压高产气井在大排量应急试采工况下,日产量和日出砂量对气固两相流采气树冲蚀行为的影响。方法运用CFD数值模拟方法,在Eulerian和Lagrangian坐标系下求解气体-颗粒、颗粒-壁面间的相互作用,并捕捉颗粒运动轨迹。采用用户自定义函数(UDF)编写冲蚀磨损方程,分析日产量和日出砂量对于采气树冲蚀速率、冲蚀位置和颗粒轨迹的影响。结果日产量由100万方增加到1000万方时,采气树内气体流速逐渐增大,最大流速为当地音速365 m/s,最大冲蚀速率则由4.14×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。气体从采气树四通内流入两翼支管发生节流,压降随日产量的增加而增大。当日产量为1000万方时,最大压降为1.52 MPa;当日产量超过300万方,气体流入旁通支管时,压降形成的流动功将大部分颗粒直接带入支管,造成主要冲蚀区域由四通内壁扩大至旁通支管内壁。当日出砂量由7.7方增大至38.5方时,最大冲蚀速率由7.121×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。结论日产量和日出砂量均与冲蚀速率呈正相关关系,控制应急试采日产量是降低采气树冲蚀速率的有效方式。     

一种预测钻柱疲劳失效的新方法

基于材料断裂力学理论及裂纹全程扩展模型,结合井下钻柱受力特点,构建了钻柱复合型疲劳裂纹扩展行为预测新模型。该模型可有效描述裂纹扩展的3个阶段,对提高钻柱在井下复杂条件下的疲劳寿命预测精度具有重要指导意义。