动失水仪方形磁体耦合器的动态仿真

对用钐钴方形磁体组成耦合器进行了动态仿真研究。用有限元分析了由 6对磁极组成的动失水仪方形磁体耦合器所能传递的转矩与磁极角度差之间的关系 ,并建立了动态失水仪系统的调速模型。通过仿真模拟 ,得到了在未失速时和失速时耦合器的转矩、电动机和动失水仪转子的转速等随时间的变化关系。结果表明 ,在启动时电动机的转速和转子的转速是不同步的 ;失速和未失速两种情况下电动机的电枢电流有很大的区别 ,为自动检测动失水仪转子是否已经启动提供了方法     

动失水仪的矩形磁体磁耦合器设计

应用钐钻永磁材料可以解决动失水仪的动力传递问题。用市场上常见的矩形磁体组成耦合器,采用有限元方法分析了由4对磁极和6对磁极组成的耦合器在不同条件下所能传递的转矩,表明在可能的情况下,较多对数磁极不但能产生较大的转矩,而且可以使转矩平稳;减少磁极的间距也可增加耦合器的转矩。此外,在设计中应尽可能使磁耦合器最大力矩与动失水仪的阻力矩相匹配。通过有限元计算,可得出转矩与相对磁极角度差之间的关系,为进一步设计驱动和调速电路提供了依据。     

动失水仪扇形磁体磁耦合器设计

应用钐钴永磁材料可以解决动失水仪的动力传递问题。介绍用扇形磁体组成耦合器，用有限元分析由6对磁极组成的耦合器在不同条件下所能传递的转矩，用磁极间距作为耦合器的特征量将各种形状的耦舍器进行无因次化，并做出相应的图表，最后给出利用这些图表进行磁耦舍器设计计算的方法。     

钻井液动态失水仪的改进设计

针对现有的钻井液动态失水仪存在硬质合金轴承磨损过快和传动等方面的问题 ,进行了若干改进 :采用永磁轴承平衡动态失水仪转子的轴向力 ,大大提高了转子的寿命 ;在转子的驱动方面 ,用最新的无传感器无换向器直流电动机取代常规的直流电动机 ,省去了胶带等传动机构 ,提高了动态失水仪传动系统的可靠性和自动化程度。     

JHMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪的研制

JHMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪属石油勘探开发实验仪器.该失水仪由泥浆泵、液体罐、端面动态剪切循环的岩心夹持器、流量计、电子天平、压力源、压力传感器、温度传感器、围压泵、回压控制器、加热系统、数据采集与处理系统等部分组成.HMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪可以在模拟地层温度、压力、环形空间钻井液上返速度的条件下,使用高温高压泥浆泵,通过管道在岩心端面形成剪切速率对地层岩心进行动态污染,测量岩心受入井流体的动态剪切损害,克服了国内目前使用的模拟钻井动失水仪采用磁力藕合模拟法的缺点.结合岩心流动实验仪或者岩心多段渗透率梯度仪就可以评价出岩心各段受入井流体损害的深度和程度,从而优选出满足保护油气层需要的钻井液与完井液体系.     

催化裂化过程动态模型及仿真──Ⅰ．过程动态模型

催化裂化过程动态仿真系统的开发是实施过程行为分析、过程控制和优化的关键。基于物料衡算、热量衡算和反应动力学建立的催化裂化过程动态模型是具有非线性、分布参数的模型形式。虽然一组偏微分方程可为系统的动态行为提供严格的数学描述，但这种模型结构并不适宜于系统的动态特性分析，故采用对空间离散化的分段处理方法把模型转化为非线性的集中参数模型。为便于过程的仿真研究，应用现代控制论中的状态空间法把非线性模型线性化以得到催化裂化这一高维、非线性、强耦合、时变、分布参数，且带有时延和不确定性过程的简化的九阶状态空间模型。     

油藏动态模型和剩余油仿真模型

以三角洲前缘低渗透砂岩储层为例,综合应用多学科理论和技术,建立了长期注水开发低渗透砂岩油藏的动态模型和剩余油仿真模型,研究了剩余油分布规律,并建立了高含水率开发阶段储层微观剩余油的三类分布模式.研究结果表明,油藏开发流体动力地质作用控制了不同含水期三角洲前缘低渗透砂岩油藏参数的演化,储层宏观物性参数及微观孔喉网络演化有利于驱油.油藏仿真模型是揭示长期注水开发油藏储层三维空间演化规律、预测和评价剩余油分布的有效技术手段.     

流动速梯与泥浆动失水的关系研究

本研究采用3种泥浆,分别在滤纸和岩芯上进行了流动速梯对动失水速率的影响试验。试验结果表明:在滤纸上,动失水速率与流动速梯呈线性关系;在低渗透性的人造岩芯上,则二者的关系又表现为指数幂关系。文章总结了动失水速率与流动速梯二者关系的数学经验式。同时,根据不同速梯下泥饼渗透率值的变化规律以及泥饼的扫描电镜照片,作了机理探讨,为进一步研究泥浆动失水规律提供了理论依据。     

基于基准假组分模型的催化裂化反应-再生系统动态模拟

为实现催化裂化装置反应-再生系统动态模型的原料油切换操作模拟,建立了基准假组分动力学模型。该动力学模型根据原料的实沸点蒸馏曲线数据计算各原料基准假组分的质量分数,并模拟原料油性质的变化。以工业生产数据为基础,确定了8个动力学参数,并对模型计算结果进行了验证。在动力学模型基础上,结合所建立的沉降器汽提段和再生器动态模型,对催化裂化反应-再生系统进行了原料切换开环动态模拟。结果表明,模型具有较高的精确度,对不同性质的原料具有较好的适应性;所建模型可以实现原料切换操作;几个主要变量的变化趋势符合反应 再生过程规律。     

钻机起升系统动态特性仿真模型初步研究

为了深入了解钻机起升系统的动态特性,缩短钻机起升设备的研制周期,节约试验成本,应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS建立钻机起升系统的动态特性仿真模型.在建模过程中,对钢丝绳进行离散化处理,只要改变模型中的参数就可以对不同起升工况下的动态特性进行分析.与试验结果进行比较,验证了模型的可行性.     

压裂液在射孔眼处压力损失规律研究

压裂液流经射孔眼处的压力损失对压裂过程中的压力监测及解释有着重要影响。采用非牛顿流体力学理论和有限元法,建立了压裂液流经射孔井眼处的力学模型,对压裂过程中泵入流体在射孔孔眼中流动特性进行了数值模拟,得到了压裂液流经射孔眼后流体特性的变化规律。研究了不同压裂液流变性、含砂液的支撑剂浓度对孔眼处压降损失的影响,以及压裂液流体在孔眼处的压降损失与射孔密度、孔眼直径及射孔深度的关系,定量给出了压裂液流经射孔眼处的压力损失,为水力压裂工艺的设计及过程中的压力监测与诊断奠定基础。     

牙轮钻头纵向振动动力学仿真模型的建立

牙轮钻头的纵向振动对钻井过程的影响很大，也是造成钻柱振动的直接原因。在3点假设和简化条件下，利用钻柱动力学有限元模型的数值计算方法，建立了钻柱振动的有限元模型；在考虑钻头一岩石互作用力学模型的基础上，建立了钻头纵向振动动力学仿真模型，共叙述了具体的仿真过程。通过仿真计算可以预测钻头的动钻压及进尺。对81/2XHP2S钻头的仿真结果表明，钻头的动钻压可以达到钻压的2倍以上，较好地反映了钻头的动力学特性。     

Prediction of Dynamic Wellbore Pressure in Gasified Fluid Drilling

The basis of designing gasified drilling is to understand the behavior of gas/liquid two-phase flow in the wellbore. The equations of mass and momentum conservation and equation of fluid flow in porous media were used to establish a dynamic model to predict weIlbore pressure according to the study results of Ansari and Beggs-Brill on gas-liquid two-phase flow. The dynamic model was solved by the finite difference approach combined with the mechanistic steady state model. The mechanistic dynamic model was numerically implemented into a FORTRAN 90 computer program and could simulate the coupled flow of fluid in wellbore and reservoir. The dynamic model revealed the effects of wellhead back pressure and injection rate of gas/liquid on bottomhole pressure. The model was validated against full-scale experimental data, and its 5.0% of average relative error could satisfy the accuracy requirements in engineering design.     

裂缝网络地层钻井液漏失模拟

针对复杂裂缝性地层的钻井液漏失问题,基于蒙特卡罗随机建模理论,构建了三维离散裂缝网络地层模型。采用宾汉模式钻井液,建立了考虑裂缝线性变形的裂缝网络地层钻井液漏失模型,并利用有限元法求解该模型,对钻井液漏失行为进行模拟。研究表明,该模型可以进行裂缝内流速、漏失速率及漏失量等动态模拟;近井筒附近裂缝内钻井液流速较高,远离井筒处裂缝内流速较低;经过对数变换后,钻井液漏失速率曲线具有明显的无规律波动现象,与单条裂缝的漏失存在明显区别,可以用于识别裂缝网络地层;裂缝应力敏感性对漏失影响较大,考虑应力敏感性后,钻井液漏失量增加;数值模拟得到的漏失量与理论漏失量十分接近,证实模型可靠度高。现场应用表明,研究成果可有效识别出裂缝网络漏失,并以此采取了合理的堵漏技术方案,堵漏一次成功。      

丙烯腈流化床反应器性能的模拟优化

针对中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司腈纶厂丙烯腈装置应用新技术改造后,反应器性能发生较大变化,丙烯腈收率达不到设计值的情况,建立了多釜串反应器模型,利用该模型对操作参数进行优化,分析了反应器性能出现异常的可能原因,并制订了相应措施。模拟结果表明,该模型基本反映了床层中的传递和反应特性,可用于反应器模拟和分析。利用该模型得到的优化操作参数为:氨气与丙烯的摩尔比1.12～1.15、空气与丙烯的摩尔比9.5～10.0、操作压力0.145～0.155 MPa、操作温度435～445℃。技术改造后反应器性能发生较大变化的主要原因是扩能幅度太大,催化剂装填量增加,总进气量增加,造成床层偏高,深度氧化加剧。在调整了反应器的操作参数及采取降低投料负荷、减少催化剂装填量、反应器上部高出换热管的部分设简易内构件等措施后,丙烯腈收率一直保持在较好水平。     

用有限元方法分析雷达天线的动态特性

探讨了有有限元方法进行结构动态分析的过程，给出了雷达天线结构的动力平衡方程式，以某单位雷达天线模型为例，对其结构进行了分析，对其固有频率进行了计算，并对其振型进行了讨论。     

一种物理模拟冲洗液冲洗效率的评价方法

实验室自行研制开发出了“高温高压泥饼冲洗效率评价仪”,介绍了其结构、原理及使用方法,开展了一系列冲洗效率模拟实验.按10∶1的缩小比例制作了相应的缩小井筒模型,模拟砂岩地层,用PEM钻井液在高温高压环境下形成泥饼,在不同循环温度下对比评价了CW263L和CW268L冲洗液的冲洗效率,实验过程中可以自行控制泵送及冲洗时间.实验结果表明,该装置能够很好地模拟井筒的实际情况,包括钻井液所在地层的温度、压力、孔隙度环境,冲洗液对泥饼的冲洗效率,直观地表明了冲洗液性能的差异化.     

ZJ40/2250DB型钻机井架及底座静动态特性研究

根据ZJ40／2250DB型钻机井架及底座的结构特点，建立了三维有限元模型，应用有限元分析软件对井架及底座进行了静、动态特性分析。在静态分析中，按2种工况给模型加载，并获得了可靠的计算结果。在模态分析中，计算出前4阶固有频率及其相对应的主振型，并对各阶主振型进行了分析。通过对井架及底座的固有频率与钻机设计工作转速比较，得出前4阶固有频率都在转盘的扰动频率范围内，容易发生共振。建议在钻井过程中注意检测转盘转速，避免发生共振。