射孔守井有限元模型的建立及网格划分

介绍了射完井中二维和三维有限元热流模型的建立及网格划分的基本方法,用热流场模拟射孔完井渗流场,用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场,该二维和三维模型,能研究射孔深度有无钻和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比并用APDL程序语言编写了二维和三维模型及网格划分的通用程序,为射孔完井经设计及产品     

影响水平井射孔完井产能的多因素分析

针对影响水平井射孔完井产能的各个参数,开展了多因素分析,模拟水平井真实射孔的条件,建立了地下渗流场的三维物理模型和流体渗流的连续性方程及其相应的数学模型,推导出了有限元求解的变分方程;对该变分问题的求解应用了大型有限元分析软件ANSYS,通过实体建模、材料定义、网格剖分等步骤,获得了求解水平井射孔完井产率比PR的新方法;运用二次回归的正交组合设计方法,对各个参数进行了敏感性和多因素分析,得到影响PR的重要性排序.编制了相应软件进行水平井射孔参数的优化设计.在塔中16井区采油方案编制和辽河油田射孔完井水平井中得到应用,取得了良好的效果.     

裸井完井与套管射孔完井水平井产能预测研究

建立水平井产能预测模型不仅需要考虑储层各向异性和井眼偏心距的影响因素,还需要考虑钻井和完井过程中产生的表皮系数的影响.对于套管射孔完井则需要考虑射开程度的不完善和孔眼周围被压实引起的井底附加压降.通过对表皮系数进行修正,推导出了理想裸井完井和套管射孔完井的产能预测公式,并进行了实例计算验证.     

蠕墨铸铁导热性能的数值计算及分析

为进一步研究高功率密度柴油发动机缸盖材料的导热性能.本文基于金相和X射线三维扫描重构技术,构建了蠕墨铸铁二维和三维有限元导热模型,采用有限元软件ANSYS仿真计算了不同蠕化率蠕墨铸铁的导热性能.计算结果表明:不考虑界面和石墨导热各向异性,蠕铁的导热性能随着蠕化率的升高而增大,三维模型计算蠕化率40%的蠕铁导热性能较二维模型高出约7.4%,石墨连通性对铸铁导热性能有促进作用.     

压裂水平井渗流的ANSYS热模块模拟分析

通过对比渗流场和温度场的基本理论、微分方程、初始条件、边界条件,分析二者之间的相似性,研究有限元软件ANSYS热模块分析压裂水平井渗流问题的相关问题。介绍压裂水平井三维模型的建立及网格划分方法,研究压裂水平井渗流场特征。以温度场模拟渗流场,模拟效果良好。     

基于耦合模型的射孔完井水平井入流剖面分析与优化

水平井沿水平段入流剖面对其生产效果有重要影响.为便于分析多因素影响下的水平段入流剖面,建立了远井区域油藏渗流模型、分段近井非均质带及射孔带流动模型和井筒管流模型,通过耦合各模型压力与流量的关系,进行射孔完井水平井产能计算和入流剖面优化.基于河南油田M井的有关数据,计算分析了油藏参数和完井参数对入流剖面的影响.近井带渗透...     

使油井产能最高的射孔参数优选

本文介绍了射孔完井电模拟及有限元数学模型研究的结果。分析了孔深、孔密、布孔相位角等射孔参数对油井产能的影响,以及影响射孔井产能的诸因素相对重要性排列顺序。介绍了以计算软件、回归方程、诺模图三仲形式表达的射孔井产能与诸影响因素的定量关系。最后给出了华北油田应用优选射孔参数的生产效果。     

水平井地层破裂压力的解析公式

分析了正断层地层任意偏离角水平井在裸眼完井和射孔完井两种完井方式下,井筒和孔眼的应力状态,以垂直井地层破裂压力公式为基础,利用替代方法,给出了水平井地层破裂压力的解析公式,并进行了算例研究.结果表明,地层破裂压力与完井方式及偏离角密切相关.由于射孔完井孔眼和裸眼完井井筒的应力状态完全不同,所以,两者破裂压力通常并不相等.不论是裸眼完井还是射孔完井,其破裂压力都是偏离角的单调递增函数.当偏离角为0°时,破裂压力最低;而当偏离角为90°时,破裂压力最高.     

裂缝性油藏射孔参数对油井产能的影响研究

裂缝性油藏射孔参数优化设计与常规孔隙性砂岩油藏有较大的不同,裂缝的存在使得射孔完井油井的产能评价变得十分复杂.在对裂缝孔隙性油藏射孔参数与油井产能定量关系研究的有限元模拟基础上,对一组水平缝、一组垂直缝、两组垂直缝和三组直交缝情况下射孔参数对油井产能的影响进行了较为详细的讨论和分析,获得了很多有益的结论,研制了裂缝性油藏射孔参数优化设计软件,对裂缝性及裂缝孔隙性油藏的射孔参数优化设计具有重要指导作用,有利于提高油井产能.     

射孔完井条件下地层破裂压力修正公式

在重新考察垂直井射孔完井条件下孔眼的应力状态后,利用替代方法给出了某一射孔深度处的孔眼壁面出现破裂所需要注入压力的计算公式.但分析公式,发现人工裂缝将会在射孔根部位置出现,于是给出了相应的地层破裂压力计算修正公式.研究结果袁明,计算修正公式与原公式对比,更能反映射孔完井条件下地层的应力状态和实际情况,可供油田的钻井和压裂设计作参考.     

Three dimensional microstructure and image-based simulation of a fly ash/al syntactic foam using X-ray micro-computed tomography

An aluminum matrix syntactic foam, incorporated with hollow-structured fly ash particles, was fabricated by pressure infiltration technique. X-ray micro-computed tomography was used to characterize its heterogeneous microstructure three dimensionally (3D). The quantification of some microstructure features, such as content and size distribution of hollow fly ash particles, was acquired in 3D. The tomographic data were exploited as a rapid method to generate a microstructurally accurate and robust 3D meshed model. The thermal transport behavior has been modeled using a commercial finite-element code to conduct steady state analyses. Simulation of the thermal conductivity showed good correlation with experimental result.     

物探方法在隧道勘查中的应用探讨

通过对若干隧道的物探勘查表明,合理的运用高密度电法、地震折射波法和瞬态瑞雷波法以及声波测井法,可以有效的查明隧址区第四系覆盖层厚度、基岩垂向分带情况,推定断裂等构造破碎带的位置和产状,计算岩体波速、划分围岩级别,为隧址区的工程评价和隧址的合理选择提供科学依据。指出目前折射波法勘探存在的局限性,强调综合物探的合理性。提出采用高密度电阻率法、声波测井法和瞬态瑞雷波法的综合勘查方法进行隧道工程物探勘查,期望能为今后的隧道物探勘查提供指导。     

岩土体导热系数研究进展

岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导热系数随地层岩性从大到小排列为海相碳酸盐岩、陆相碎屑岩、火成岩,变质岩导热系数与母岩和变质程度有关;同种岩层的导热系数随沉积过程延续或深度增加而增大;含水率对软弱岩石的导热系数影响较大,导热系数随含水率增大而增大,对孔隙度较大的岩层需进行饱水校正;不同岩性的导热系数随温度的变化较复杂,在应用中需结合实际地层考虑;由于结构面的存在,岩体的导热系数存在各向异性。导热系数的测定方法包括现场测试法、室内测试法、组分类型辨别法以及利用P波速度估算等。利用现场数据求解导热系数时常使用线热源模型和柱热源模型;室内测试法包括稳态测试法和非稳态测试法,分别应用于中低导热系数材料和高导热系数材料;对于组分类型辨别法,平行板式相分布的物体导热系数是各向不等的,热传导方向与平行板平面平行和垂直时分别具有最小和最大总体导热系数;对地下无法直接测量的地质单元,可利用P波速度估算导热系数。要得到准确的导热系数,须基于岩土体的导热系数范围和样品特征选取正确的测定方法。     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

断层破碎带隧道围岩稳定性分析

为研究断层破碎带隧道开挖过程中围岩稳定性以及拱顶沉降变化规律,对某断层破碎带隧道施工过程实施了监控,并采用回归分析的方法预测了该隧道两个断面的最终沉降.以该隧道为原型,基于有限元原理与岩体的弹塑性本构关系,采用ADINA软件,建立了有限元模型并进行了隧道开挖过程的模拟计算并预测了最终沉降.模拟计算结果表明:隧道开挖过程中最大垂直位移始终位于拱顶,上台阶左侧及上台阶右侧土体开挖后,拱顶下沉及周边收敛速率增大.现场监测结果与有限元模拟结果都证实了在断层破碎带围岩中采用预留核心土的隧道开挖方法能够有效控制拱顶沉降并预防塌方、冒顶等事故的发生等.研究成果可为隧道围岩稳定性研究提供理论依据,为隧道施工提供技术支持.     

离心泵内流场特性分析

以一给定参数的具有扭曲叶片的中比转速离心泵为研究对象,绘制其二维叶轮轴面投影图、蜗壳断面图以及蜗壳平面图,并使用UG NX6.0软件对其进行三维建模,将由UG导出的parosolid格式的三维流体域模型导入到CFX中进行网格划分,采用ANSYS CFX12.1软件对其内部流场进行数值模拟及性能预测,得出离心泵在设计工况及几个典型的非设计工况点的扬程、轴功率等反映离心泵外特性的数值计算结果,用OriginPro 8软件绘制出流量-扬程、流量-效率曲线,表明该泵的扬程随着流量的增大而减小,效率随着流量的增大而先增加后减小。     

裸眼系列完井方式下水平井产能预测研究

针对实际裸眼完井、割缝衬管完井、绕丝筛管完井、裸眼井下砾石充填完井、裸眼预充填砾石筛管完井、裸眼封隔器贯眼尾管及带ＥＣＰ的裸眼封隔器贯眼尾管完井等七种裸眼系列的水平井完井方式，考虑地层损害和完井方式及完井参数的影响，进行了产能预测数学模型的研究。实例计算表明，其数学模型及计算方法均是正确的，对指导水平井完井方式的选择与完井参数优化设计具有重要的意义。     

强震区高岩温隧道橡胶板减震层隔热减震效果分析

本文以强震区拉日铁路吉沃希嘎高岩温隧道为研究对象,通过FLAC3D有限差分数值模拟软件分析橡胶板减震层对高岩温隧道的隔热减震效果影响.研究结果表明:施设减震层后隧道二衬温度整体降低,隔热效果最佳位置是右拱肩处;施设减震层后隧道二衬安全系数整体增加,减震效果最佳位置是右边墙处.研究成果可为强震区高岩温隧道隔热减震技术的发展提供技术支撑.     

对隧道反射地震学的再认识

隧道反射地震法是利用放置在隧道边墙或者掌子面内的震源和接收器,来预测隧道前方的岩石特性。勘测人员应小心谨慎确保多分量的接收器与岩石牢固耦合,尽可能地避免记录到不需要的隧道波或空气波,同时,每一个震源点应尽可能产生几千赫兹的宽頻信号。这种方法有它的主要的约束条件。沿隧道轴线的空间分辨率受到信号频率和衰减影响的限制,而横向分辨率则主要受到小角度反射覆盖范围的制约。通过采用有限差分方法模拟弹性波的传播,计算人工合成的隧道地震反射记录。通过研究这些数据,得出如下一些处理隧道反射地震数据的规则:根据不同的质点运动轨迹和传播速度把压缩波和剪切波与隧道波、空气波和背景噪音分离开来。估计衰减模型、补偿振幅损失和反Q滤波都是必要的。通过振幅和保留相位的倾角滤波可以将反射的纵波和横波提取出来。空间可变的速度模型来源于对P、S波预先成像。建议用一个相容原理来导出速度模型,这就要求寻找一个合适的成像速度场,该速度场不受震源和接收器位置的约束而有相同的成像位置。空间叠前偏移是基于精确的通过不均匀速度模型的等时线和波的入射角。     

旋转径向射流驱散积聚瓦斯的理论分析

应用混合长度理论，阐述了风流的横向和纵向脉动速度是影响风流横向瓦斯传质速度的主要因素，分析了旋转径向射流可大大地提高了巷道整个断面风流中各处横向和纵向脉动速度，强化风流横向的瓦斯传质，有效驱散局部积聚瓦斯．通过理论分析和实际观测发现，旋转径向射流排放工作面上隅角积聚瓦斯具有3种效应：周期性的不断稀释、驱散并排向巷道主风流、逐转排放工作面上隅角积聚瓦斯的柔性排放效应和瓦斯浓度分布迅速均匀化．试验表明，旋转径向射流可安全、可靠、经济、有效的排放上隅角积聚瓦斯．