竹节强化传热管综合性能数值研究

基于无源强化传热理论,提出一种新型竹节强化传热管。采用数值模拟方法研究了不同突起间隔及突起高度时管内流体的传热及阻力降性能,并与光管进行了对比。结果表明,管壁面的扩张与收缩引起流线的弯曲,并造成近壁面流体对壁面的冲刷,产生流体分离,促进核心流体与边界层流体的混合,减薄层流底层,强化了对流传热,同时增大了换热面积;由于管内流体流线的反复变化,流体的阻力降显著增加。对比结果表明,该新型竹节管较光管的综合性能有所提高;数值结果显示出强化管内部流体的速度分布及温度分布细观信息,为强化管的理论分析提供了依据。     

壳程螺旋扭片强化传热研究

通过在管壳式换热器壳程插入螺旋扭片 ,进行了壳程流体纵向冲刷型横纹槽管管壳式换热器的传热及流体阻力实验 ,分析了螺旋扭片对壳程传热性能的影响     

分流栅强化管传热与流体流动数值模拟

对于传热管内湍流,特别是带有管内插入物的湍流,其管内流体的流动细观信息和强化传热机理还不十分清楚。为此,提出一种分流栅新型管内插入物强化传热管。采用数值模拟方法研究了不同分流栅设置间距时管内流体的传热及阻力降性能,并与光管进行了对比。结果表明,内插入物促进核心流体与边界层流体的混合,减薄层流底层,强化了对流传热,并增大了换热面积;同时,由于内插入物的影响,管内流体的阻力降显著增加。在研究范围内,插入物分流栅设置间距为50mm时强化管综合性能最佳。     

GK型静态混合元件的流体力学和强化传热性能研究

提出了一种新的GK型静态混合元件。以空气为实验介质,在雷诺数4000～20000内对GK型静态混合元件的流体阻力和强化传热性能进行了试验研究,并将其与Kenics静态混合元件进行了试验对比。在试验范围内,GK型静态混合元件的传热膜系数约是Kenics静态混合元件的0．861～0．990倍,但其流体阻力仅是Kenics静态混合元件的0．475～0．486倍,表明GK型静态混合元件的综合性能优于Kenics静态混合元件。     

油藏注水开发期间聚合物拉伸粘度的影响

油藏注水期间，如果水驱油藏的流体流度动态可以预测，那么聚合物溶液的剪切粘度和拉伸粘度性能必定是高分子结构和可溶性聚合物相互作用的函数。本文主要讨论当流体通过多孔介质时，高分子结构的性能及聚合物与油藏的相互作用是如何影响流动阻力的。     

低速非达西流动及泥质岩孔隙流体超压的形成

泥质岩层中的孔隙水在向外排运的过程中遵循低速非达西流动规律.当泥质沉积物成岩以后,地层中部的孔隙水必须克服微孔隙对其产生的启动阻力才能向外排出;否则,地层水就被滞流在岩层孔隙中并造成泥岩的欠压实.具欠压实地层的孔隙水承担了部分上覆地层的重量,从而形成孔隙流体超压.因此,启动阻力是泥岩层形成孔隙流体超压的根本原因.在成岩作用的早期阶段,泥质岩层启动阻力较小,流体可以流动,流体超压由粘滞阻力和启动阻力两部分组成;当成岩作用进入中-晚期以后,泥质岩层启动阻力增大,流体难以流动或不能流动,粘滞阻力近似等于零,超压值等于启动阻力值.因为启动阻力是泥质岩层的固有特征,所以,在没有裂缝或断层的情况下,泥质岩层就必然存在孔隙流体超压.随着泥质岩层厚度的增大、埋藏深度的增加、成岩程度的增强及砂质含量的减小,启动阻力增大,孔隙流体超压值也随上述因素的变化而与启动阻力等量增大.     

抽油泵泵阀的流体阻力试验

在模拟井下原油粘度和实际产量的条件下,对6种国产抽油泵和两种API标准抽油泵泵阀的流体阻力进行了试验研究。通过测取泵阀系统的流体阻力损失,掌握了泵阀的阻力数值及影响阻力的因素。在此基础上,回归出相关公式和试验曲线。同时得出结论,在设计泵阀时,应尽量使孔球比大于2,避免小于1.5。     

聚驱井抽油泵排出阀阀罩过流阻力研究

聚合物驱开发原油过程中,由于流体黏度较高,抽油泵排出阀阀罩过流阻力通常较为显著,从而对抽油泵阀罩载荷分析及优化设计提出了挑战。但是,现有的阀罩过流阻力确定方法主要依赖于室内清水试验,与高黏流体性质差异较大,难以用于聚驱井阀罩过流阻力分析。因此,通过综合运用数值模拟及室内试验方法,分析了流体黏度、流量、阀罩开口宽度及开口长度等多种因素对阀罩过流阻力的影响,并构建适用于聚驱井的过流阻力经验计算公式,为聚驱井抽油泵阀罩的优化设计提供依据。研究结果表明:流体黏度及流量的增加均会导致阀罩过流阻力显著增大;而在满足强度要求的前提下,适当增加阀罩开口宽度及长度,可以有效降低阀罩过流阻力。研究结果可为油田提高采收率提供参考。     

螺旋导流夹套的传热性能和流体阻力研究

本文介绍了在稳定流动状态下螺旋导流夹套圆柱部分的传热性能和流体阻力的试验研究,并用线性回归方法关联出了Nu与Dn· Pr和f与Dn的准数方程,提出了螺旋导流夹套反应釜传热计算的公式和方法。     

热化学剂性能评价及辅助水平井蒸汽驱可视化实验

针对孤岛油田中二北区稠油油藏单纯蒸汽驱开发效果差的问题,利用室内实验对洗油剂氮气泡沫的热化学复合流体改善蒸汽驱开发效果进行了研究。发泡剂性能评价实验中,以泡沫发泡体积、半衰期和阻力因子来评价洗油剂对发泡剂性能的影响。实验结果表明,洗油剂与发泡剂有良好的配伍性,洗油剂能够增强发泡剂的发泡能力、泡沫的稳定及封堵性能。二维可视化实验表明:水平井蒸汽驱波及范围有限,注入洗油剂氮气泡沫的复合流体后,能够有效提高蒸汽驱剩余油的效率,泡沫的封堵作用则能够大大提高油层波及范围,与单纯蒸汽驱相比,复合流体的波及效率增加了27.25百分点。实验结果为中二北区稠油油藏热化学驱油先导试验提供了依据。     

波节管管内换热与阻力特性的实验研究

为使波节管换热器在石化企业推广应用 ,利用实际型实验装置对 4种不同几何尺寸波节管的换热和阻力特性进行了实验研究。结果表明 ,波节的存在增加了对流体流动的扰动 ,提高了波节管的换热能力 ;波节管的换热能力随波节长度与波深比值的减小而增加。在低雷诺数下 ,波节管的换热系数与阻力性能比明显好于光管 ;在高雷诺数下 ,两者的换热系数与阻力性能比非常接近。在低雷诺数 (Re <30 0 0 )和高雷诺数 (Re >70 0 0 )时 ,波节管的换热与阻力综合性能比较理想     

筛选浮头式换热器进出口结构方案流体阻力试验 [壳程压力降研究小结(四)]

本文为几种浮头式换热器进出口结构流体阻力对比试验小结。试验证明,内导流筒结构弓形高度应取三分之一接管直径较为合适,此时流体阻力仅为JB1168—73浮头式换热器系列进出口结构的25％左右。外导流筒与内导流筒流体阻力差不多。 本文还给出了几种进出口结构的阻力系数与雷诺数的关系曲线。     

交联聚乙烯醇的防窜机理及应用

介绍了一种以交联聚乙烯醇为基础的防窜油井水泥降失水剂,通过在水泥和地层界面间形成一层具有一定韧性的聚合物薄膜滤饼,产生对流体侵入的附加阻力p附,使得P地〈P静＋P阻＋P附，来达到防止地层流体侵入的目的。水泥浆的失水量可以控制在60ml。以下，稠化时间容易调节，游离液较小，水泥浆总体性能良好，24h水泥石抗压强度较高，能够满足一般油气井固井的要求。列举了其水泥浆的综合性能以及在陆地油田和渤海油田应用的实例。     

水平井牵引器系统力学研究

水平井牵引器的动力性能直接影响牵引器的工作质量,因此对牵引器进行力学研究至关重要,而传统的牵引器研究方法较为简单。为获得更为准确的牵引器运动模型,首先对水平井牵引器在正常前进过程中所受到的各种外力进行研究,其中包括对电缆阻力、仪器阻力、流体阻力、井斜阻力和加速阻力的分析,根据分析得到各种阻力的计算公式,推导出了较为精确的牵引方程。根据实际井下信息和牵引方程,可以绘制牵引器下入井深与牵引力之间的关系曲线,并确定牵引器所需的最小牵引力和各井深处牵引力大小等关键参数。通过与牵引器实际施工数据的对比,发现这种分析方法与现场结果较为接近,预测的牵引力变化曲线较为接近实际曲线,表明此分析方法具有一定的实用性。研究结果可为牵引器的优化设计与应用提供科学依据。     

内置自旋扭带换热管流阻的计算

对内置自旋扭带换热管内流体运动以及压力降进行了理论分析。内置自旋扭带换热管的轴向流体阻力由2部分组成,一为管内流体与管壁间的摩擦力(即阻力),二为流体与自旋扭带摩擦力的轴向分量。着重研究后者,得到其表达式Δp1;安装了自旋扭带换热管的流体压力降Δp为Δp1与未安装自旋扭带换热管的流体压力降Δp2之和,从而推导出内置自旋扭带换热管流体压力降Δp的理论计算式。进行了内置26个型号自旋扭带换热管的流阻试验,理论计算值与试验结果一致。     

空心环管壳式换热器的工业应用

华南理工大学大学化学工程研究所和广东省石油化工专用设备公司合作制造的空心环管壳式换热器是采用空心环管间支撑物(中国专利89218385.3)和强化传热管组成的新型高效换热器,其特点是流体阻力低和传热性能好,特别适用于大流量、低压降     

流体流动对井下管柱长度的影响分析及计算方法

在工程实际中，井下作业管柱下到设计位置后，由于作业程序的需要，常常有流体循环。由于流体的黏滞作用，存在黏滞阻力作用在管柱内外壁上，从而引起管柱变形。井下作业管柱长达几千米，部分工程技术人员认为由黏滞阻力产生的管柱长度变化可能影响施工，甚至可能造成复杂或事故，在施工作业前掌握流体循环对管柱长度的影响，有利于作业施工安全和作业质量控制。通过对井下作业管柱内外受力分析，确定了流体循环产生的黏滞阻力对管柱长度的影响，提出了流体循环时管柱长度的计算方法，为现场技术人员提供了一种较精确的计算因流体流动造的管柱长度变化的手段。通过1口实例井的计算结果，得出了一般作业情况下的管内流体流动对工程质量控制不会造成致命影响的结论。     

分形几何在储层微观非均质性研究中的应用

储层岩石的孔隙结构是一种分形结构,采用MIFA法对陈2区块的储层孔隙结构的分形维数进行研究,结果表明分维数越大,孔隙表面越粗糙,大小分布不均匀,阻碍流体流动的阻力就越大,储集性能越差。     

盖层物性封闭力学机制新认识

根据渗流力学原理,建立了包含边界层阻力的盖层物性封闭能力的力学方程,边界层阻力以启动压力梯度表征,该方程表明:盖层的物性封闭烃类能力取决于毛细管力、盖层厚度和边界层阻力。并用模拟实验和文献资料验证了盖层厚度及烃类流体性质对盖层物性封闭能力的影响。认为深入理解盖层厚度和边界层阻力对盖层物性封闭的影响,将有利于发现特殊盖层,解放更多的油气资源 。     

高能气体压裂流体漏失量的计算

在考虑流体渗流时的惯性力和粘性阻力损失的情况下 ,推出了高能气体压裂过程中流体渗流的偏微分方程和漏失量的计算公式 ,并对高能气体压裂形成的多裂缝体系进行了数值模拟 ,计算出了高能气体压裂过程中流体通过裂缝壁的漏失量 ,这对有效计算裂缝体积、评价压裂效果和压裂设计是非常重要的。