钻井环空中赫-巴流体内气泡的上升速度

气泡在钻井环空中的运动规律是井筒多相流的一个研究重点,气泡上升速度则是其中的一个关键参数。井筒内各流型内气泡/气体上升速度的准确性很大程度上影响了井筒多相流描述的精确性。为此,按照含气率对环空流型进行了划分,对各流型气泡的运动行为进行了分析。系统地总结分析了单气泡在无限流域中的滑脱速度及气泡纵横比的计算方法。利用赫-巴流变模式对气泡周围表观黏度进行了修正,通过实例对比分析单气泡在赫-巴流体内滑脱速度几个计算公式,认为Rodrigue公式相对于Harmathy公式来说是极大的提高,能适应不同形状的气泡,可作为泡状流流域气泡滑脱速度计算的首选公式。通过对单气泡滑脱速度进行含气率、尺寸和井斜修正,得出了环空中各流型的气体滑脱速度计算方法,过渡流型的气泡滑脱速度则采用线性处理,并对环空气泡滑脱速度随含气率变化关系进行了实例分析。最终通过漂移流模型给出了计算环空气泡上升速度的方法。     

绕管换热器两相流冷凝换热及沿程压力降模拟

采用计算流体力学方法,对不同工况下,绕管式换热器部分螺旋管内丙烷冷凝换热的流型、换热系数、沿程压力降等进行模拟,计算模型包括VOF多相流模型、RSM湍流模型、Lee相变传热传质模型、Ishii液滴夹带模型等。螺旋管内直径为0.014 m,长度为1.4 m,曲率半径为1m。丙烷质量流率控制范围在150~350 kg/(m2·s),通过调节壁面换热流量,使螺旋管测量段干度范围控制在0.1~0.9。当丙烷质量流率小于或等于250 kg/(m2·s)时,0.1~0.9干度范围内测量段仅出现分层流、雾状流;当丙烷质量流率为350 kg/(m2·s)时,0.1~0.9干度范围内测量段出现了分层流、环状流、雾状流。由计算模型得到的换热系数、沿程压力降与经典关联式的计算结果吻合较好。     

可循环泡沫钻井完井液防地层污染数值模拟

在现场施工中难以观察可循环泡沫钻井完井液的井下情况,为模拟其对地层的保护机理,建立了合理的地层孔隙简化模型,对可循环泡沫钻井完井液在井下如何防止地层污染的流场规律进行数值模拟分析,模拟结果表明可循环泡沫钻井完井液的气泡可以进入地层,有效地阻止了钻井液组分进入地层伤害储层,并随着孔隙尺寸不同而具有较好的适应性。在现场试验中也证实了可循环泡沫钻井完井液能够很好地保护油气层、防止储层受损伤。     

压缩空气泡沫管内流动特性分析

参考两相流流型的划分方法,给出了压缩空气泡沫流型的类型。搭建实验平台,观察不同工况下压缩空气泡沫在管内的流态特征,分析流速、气液比对流态的影响。结合泡沫流动特性,选取幂律模型描述泡沫的流动,通过理论分析得出了模型参数的算法,确定摩阻系数及压力损失的计算方程。研究成果可为固定压缩空气泡沫灭火技术的工程应用提供一定的理论参考。     

复合稳泡剂的配制及其性能的研究

简述发泡剂的发泡方法及泡沫破灭的机理,并分析泡沫稳定的机理和条件,介绍试验选用的蛋白质发泡剂的一些基本性质,并复配出一种稳泡剂,将其与发泡剂复配能较好的改善发泡剂泡沫的稳定性。通过改变稳泡剂的添加浓度,测试稳泡剂对发泡剂发泡倍数、稳泡时间等性能的影响。     

关于泡沫混凝土稳泡剂的探讨

介绍了泡沫混凝土稳泡剂的概念、作用机理、种类,并且通过例举相关试验,讲解了混凝土稳泡剂的选择及使用方法,以推动泡沫混凝土稳泡剂的研究和发展,提高泡沫混凝土的性能。     

水平管油-水两相管流的流型判别及压降预测

在总结国内外学者对油-水两相流的不同流型划分方法的基础上，结合油-水管流特性，将水平管内中/低黏度油-水两相流的流型划分为：油包水分散流、水包油分散流、油水分层流、间歇流四种流型，并建立流型转换准则和理论压降计算程序，对其进行基础性、实验散点数据、整体流型划分及压降计算检验。流型判别及压降预测结果和实验数据能很好地吻合，可为油田集输管路的设计和安全运行提供借鉴，避免由于管道泄漏引发的环境污染。     

雾状水滴介入模式对灭火效能的影响分析

以舱室油池火灾为例,针对直流喷雾水枪灭火过程中雾状水滴与火羽流的交互过程,结合火灾动力学原理建立液滴在火羽流中垂向运动模型,揭示单支喷雾水枪扑灭船舶舱室火灾时影响雾状水滴灭火效能的主要因素。通过正交设计构造基于5因素的水枪灭火模式模型,运用火灾动力学软件进行数值仿真,分别运用控温曲线和极差计算对影响液滴灭火效能的关键因素进行单一和多重指标分析,验证液滴垂向运动方程的正确性。结合舱室灭火作业实际需求提出优化建议。     

粉煤灰泡沫混凝土稳定改性及力学性能研究

研究了2种不同稳泡剂对粉煤灰泡沫混凝土发泡倍数和泡沫稳定时间的影响,结合试验结果探讨了微泡的形成和稳定机理;测试了典型配比粉煤灰泡沫混凝土拌合物稳定性,以及干密度.抗压强度、热导率等物理力学性能指标,为制备高性能无机保温墙材制品提供了技术支撑.     

页岩气藏压裂井产能评价及分析

页岩气储存在自生自储的纳米级孔隙中,压裂成为页岩气开发的重要技术。在考虑了多尺度非达西渗流机理的基础上,建立了多种流态多尺度渗流模型,求出考虑有限裂缝流动的页岩气藏压裂井稳态产能方程,在该模型中充分考虑了孔隙尺寸对Knudsen扩散系数的影响,并探索了滑脱现象、Knudsen扩散系数D_K、渗透率K、裂缝半长L_f、裂缝穿透比L_f/R_e与裂缝流动能力K_f·W_f对压裂井产能的影响规律。研究结果表明,渗透率修正因子ξ对产能的影响较大,以多尺度渗流模型确定的页岩气压裂井产能与实际生产数据非常稳合。当井底流压<15 MPa时,滑脱效应对压裂井产能的影响开始增强,并且随着滑脱因子增加,压裂井的产能随之增加;岩芯渗透率越低,Knudsen扩散系数D_K和滑脱效应对产能影响越大。