偏心环空对流换热实验研究

目前油田采油井筒伴热管热力计算与分析都是以同心管柱环空为基础,但油田井筒套管柱安装时会产生偏移,与同心环空条件下相比,对流换热系数计算误差较大。本文针对不同偏心状态,结合井筒伴热的方式和原理,利用实验方法探究偏心环空对对流换热系数的影响。结果表明:在实验室条件下,冷热流体流量对换热系数影响显著;在开式循环中,受混合热影响,偏移影响不显著;在闭式循环中异向偏移大于同向偏移;换热系数随同向偏移距离先增大后显著减小;对流换热系数随偏移角度先增大后降低,且随着偏移距离增大,换热系数变大。     

钻柱偏心和旋转对环空压耗的影响

钻井作业过程中,当钻柱在井眼内运动时,由于钻压及井下的情况的限制,钻柱在偏心的情况下旋转对环空压耗的影响很大,文中对于钻柱偏心和钻柱旋转的情况作了实例化的分析,以利于我们了解当钻柱在偏心和旋转的情况下运动时井下压力的变化情况。     

幂律流体偏心环空流动的数值计算

在幂律流体偏心环空层流流动的理论分析基础上,运用控制体积法对幂律流体偏心环空轴向层流的基本方程进行了离散化处理,并利用ADI方法进行了求解,得到了流场中的速度分布、窄宽边速度比等流场参数,结果表明,当偏心度较大时,忽略周向应力的影响会使计算结果产生较大的偏差;偏心度对流场的影响最为明显,偏心度增大时,流量增大,窄宽边的速度比减小。     

应用FLUENT研究幂律流体偏心环空流场流动

应用FLUENT建立幂律流体环空流动的数值模型,研究偏心环空不同浓度的幂律流体轴向速度分布规律,为以后应用此软件研究油气集输提供借鉴。     

油套环空压裂液压降影响因素分析

油田增产压裂过程中压裂液到井底的压力受现场条件的制约无法精准测量,通过计算压裂液在油套环空中的压降确定井底压力。将油套环空管道的计算转化为具有当量直径的圆形管道计算,根据油套环空内液体压降数学模型,通过Visual Basic软件编写高压油套环空压降计算程序。计算在不同当量直径下压裂液压降随压裂液密度,粘度,排量的关系,结果表明压降随着排量、压裂液密度和粘度的增大不断增大,环空截面积减小导致压降增大。     

内压缩流程空分的换热与精馏研究

分析和讨论了内压缩空分设备的氧氮两组分、氧氮氩三组分及氧氩两组分和氮氩两组分的相平衡,精馏部分的上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔的精馏以及高压主换热器、低压主换热器、过冷器及主冷凝蒸发器等换热设备。希望能促进空气分离设备在理论方面的发展。     

水平井偏心环空两相流模型

多相流技术为大部分工程设计难题提供了可行的解决方案。在钻井工程中,多相流理论主要用于解决井控、充气钻井和其平衡钻井过程中的井底压力计算。多年来,识别流型和准确计算摩擦损耗一个难题,甚至对环空几何形状考虑也很少。为了解决这一问题,本文建立了一个新的力学模型。模型能准确的判断偏心环空流型和计算摩擦损失。分析得出,流型边界对流型识别和摩擦力损耗计算有很大的影响。     

粘弹性流体在偏心环空中非定常流动的流量数值计算

利用有限体积法（FVM）对双极坐标系下变系数二阶流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程进行了离散,其中时间积分方案采用全隐式,再利用交替方向隐式方法（ADIP）对离散方程组进行了数值求解;通过对视为变系数二阶流体的不同质量分数的聚丙烯酰胺（HPAM）水溶液在内管做轴向往复运动的偏心环空中的非定常流动实验,在相同条件下,在利用该方法数值求解上述控制方程后得到速度场的基础上,结合流量公式,将数值计算得到的流量与实测流量进行了比较,并将比较的吻合程度与其它方法得到的吻合程度进行了对比。结果表明：本文所给数值计算方法是正确的;利用本文方法数值计算得到的流量与实测流量的吻合程度比另外两种方法更好,且数值计算步骤较为简便、计算速度较快。     

内管自转及公转对非牛顿流体在偏心环空中流动的影响规律研究

应用非牛顿流体在内管自转且公转的环空中流动的数学模型,对仅有内管自转的偏心环空螺旋流和流体在内管自转且公转的环空中的流动分别进行了模拟计算。结果表明:内管公转使流体周向运动区域更大,流体有阻止内管公转并将内管向环空内侧推回的趋势,环空内湍流高粘度区发生与内管自转方向相同的旋转偏移,内管自转与公转转向相反会使得流体周向速度受到削弱并形成涡流,二次流区域将变大。     

梭式窑对流换热的模拟研究

在梭式窑空气动力模型上，采用不同规模的烽嘴，研究了烧嘴的流量与喷速对窑内对流换热的影响。提出了换热不均匀度的定义式，推导了入窑气体温度与换热不均匀度的关系，得到了梭式窑对流换热关系式。     

污垢对管内层流对流换热场协同影响的数值研究

利用数值分析的方法,研究了污垢对管内层流对流换热速度场、温度场及它们之间协同度的影响。结果表明,在流速不变的情况下,污垢层厚度增加,管壁的对流换热系数增大,流场和温度场的协同性增强,但总传热效果变差。     

新型气柜（一）偏心空室转动气柜

本文介绍新型气柜－转动气柜的偏心空室转动气柜的原理及设计。     

注水井油套环空带压原因分析及治理探索

依靠注水井为油田储层补充能量,弥补通过油气井生产造成的储层能量损失,是目前大部分油田为提高采收率广泛采用的油藏开发技术。在注水井中由于种种原因,如注水管柱腐蚀、防砂段封隔器胶皮或密封筒密封性能下降、套管变形、管柱受力鼓胀、管柱上窜、温度效应等原因致使套管及井口采油树带压,不能满足油田精细注水的需求,加速套管腐蚀,严重影响注水安全甚至平台油田的安全,本文针对渤海油田注水井产生套压的原因进行分析,并采取针对措施,有效地将压力隔离在井下,不使井口及顶部封隔器以上套管承压,有效保证注水井的安全。     

元坝含硫气井油套环空腐蚀行为及机理分析

根据川东北元坝气田油套环空中存在腐蚀介质的现状,模拟开展了各种因素对钢片腐蚀行为的研究,并探讨了相关腐蚀机理。实验结果表明:Cl-会导致钢材表面保护膜致密性降低,钢片腐蚀速率随[Cl-]上升而增加;硫酸盐还原菌等细菌存在一个最佳活性温度,形成局部电池腐蚀钢片;当温度为160℃时溶解氧对钢片腐蚀速率达到0.734 mm/a;环空材质之间电偶腐蚀受电极面积比影响,但总体上腐蚀速率较低;CO2/H2S对钢片存在腐蚀敏感区域为60～80℃,钢片腐蚀速率随酸性气体压力增大而增加。     

管内对流换热系数的瞬态测量方法

<正>1前言 直接测定对流换热系数的方法分稳态法和瞬态法,前者对实验条件要求苛刻.近年来,瞬态法倍受人们关注”-”.Hausen和Kast’‘·”相继阐述了利用周期变化的流体温度在固体壁内的传播特性确定对流换热系数的原理,即根据流体与固体温度变化之间的相位角滞后（或振幅衰减）确定对流换热系数.Roetzel‘”提出了一套适用于任意形式周期振荡流体温度的瞬态测量方法. 对实测的流体温度波Tf（t）,利用傅里叶级数分析方法把Tf＊）展开为傅里叶级数,其一次谐波正弦和余弦函数项的系数表述为 u。——一Ill（t）Slnwtdt.u。——一11’（）cosnddt（l）则一次谐波可表达为 01。“fslflO此十贝）（2）式（2）中,振幅u;一 Vu: + ug,相位角9一 arc ig（uc/us）,一次谐波的周期 P—Zt。,角速度。一。八。2 测量基础2.1 模型A——霉壁面导热热阻 忽略管壁导热热阻,管壁的能量方程为 厂dL川t一。S叮f一几）一兄凡（几一瓦）（3）若求得的管壁周期振荡温度的一次谐波为Tw（t）一u。sinnd,则流体温度超前相位角9和振幅U;分别为 .y.,o\ It【._o\“工_P_\“ 9”sfCtg WN .Ut=U。。l---- W l e -- （4）一旦实际测得相位角差贝或振幅比ff八。,即可确定对流换热系数。;.显然,当ac《a时,管外对流换热的影响甚小.当液体在管     

电场强化乙酸乙酯自然对流和沸腾换热的实验研究

对沉浸于强极性有机液体工质乙酸乙酯中的平板表面上的自然对流和沸腾换热的外加电场强化进行了实验,得出了自然对流和沸腾换热的表面传热系数、强化效果与电场电压、热通量的关系.实验数据表明,外加电场对平板表面自然对流换热的强化效果好于对沸腾换热的强化效果.实验条件下,当施加外电场时,平板表面的自然对流换热的传热系数最大可达到无外电场时的6～7倍,沸腾换热的传热系数最大可达到无外电场时的4～5倍.     

恒壁温时污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的分析

基于热力学第一、二定律 ,在恒壁温工况下分析了污垢对管内对流换热过程热力学性能的影响 ;提出了反映污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的指标———单位传热量的熵增率 ;讨论了管内流体Reynolds数(无污垢时 )和量纲为 1的入口换热温差等参数对单位传热量熵增率的影响 .研究结果表明 ,该指标不仅能反映污垢对管内传热过程的影响 ,而且能反映污垢对管内流动过程的影响 ,而由污垢层导热所引起的熵产在管内传热过程总的熵产中占有重要的地位     

蛇形换热管内超临界甲烷传热特性研究

使用甲烷代替液化天然气(LNG),对超临界LNG在单根蛇形管内的流动与传热特性进行了数值模拟,分析了流体物性、进口速度、压力及壁温对超临界流体传热特性的影响。结果表明,表面传热系数的总体变化趋势与定压比热容随温度压力的变化类似,表面传热系数沿管程先增大后减小;而在远大于拟临界温度的区域,除弯管处由于二次流出现突变外,表面传热系数渐趋稳定。壁温、入口速度及压力都会对表面传热系数的峰值位置和大小产生影响。增大压力可以改善超临界区域传热恶化现象;进口速度对传热影响较大,随着进口速度增大,表面传热系数显著增加。     

焦炭局部换热系数与导热反问题的研究

在固定床干熄炉传热模拟装置中，利用导热反问题原理得到了焦炭床层的局部换热系数。结果表明，局部换热系数和平均换热系数的变化规律相似，增加冷却气体流量有利于提高换热系数，换热系数随焦炭粒度小而增加。     

钻井液对流换热特性模拟研究

钻井液流动换热能力是影响深层超深层钻井时效的主要因素,如何强化钻井液换热对于钻头冷却具有重要意义.为探究钻井液对流换热特性,本文基于Fluent流动换热的数值模拟,建立钻井液垂直管道流动换热模型,得出钻井液对流换热系数随温度、流速的变化规律.对钻井过程冷却循环的技术的提升有重要意义.