水力旋流器能量耗散特性实验研究

对直径为35mm的除油水力旋流器能量耗散与分流比的关系进行了实验研究。当改变溢流孔径和入口流量时,只要分流比控制在0～25%,旋流器的能量耗散在不同入口流量下都能保持与入口流量相应的常数值。     

海洋平台受力改善及能量耗散疲劳延寿方案

采用能量耗散及受力缓冲原理,对正在服役的海洋平台添加部分可更换的阻尼减振耗能装置,以减小平台所受的最大作用力,减少平台疲劳振动次数,从而有效延长平台剩余服役期限。为了减小冲击的影响,采用起缓冲作用的措施:①在平台构件的受外力端点处配置弹簧、放置橡皮垫圈;②添加阻尼器,直接改变构件结构。结果认为:受力改善及能量耗散思想可以应用于浅海平台的延寿;采用加大受力点阻尼,减小系统弹性系数,可明显减小系统受到不恒定力的最大值;阻尼耗能装置也可直接应用于平台的初期建造;在不改变传统设计的基础上,延长平台的设计年限。     

利用能量耗散率计算管流的平均剪切率

含蜡原油的流变性与其所经历的剪切历史有关.以往用截面平均剪切率或湍流时的管壁剪切率衡量流体管流的剪切历史,有不当之处.根据能量耗散率与剪切率的关系,提出了按流体的体积平均能量耗散率计算流体平均剪切率的方法,即可根据流体的密度、平均流速、管道直径、流动的摩擦因子或摩阻压降以及流变参数计算牛顿流体和幂律流体管流的平均剪切率.对于湍流,按本方法计算的平均剪切率能合理地度量流体的平均剪切历史.在原油管道正常运行的雷诺数范围内,按截面平均方法计算的湍流剪切率比按体积平均能量耗散率计算的结果约偏低20%～40%.     

在流体饱和的井眼模型中电动能量转换的实验研究

理论和实验研究表明：在流体饱和的孔隙介质中,存在由具有两种转换机制的地震波产生的电磁场。在均匀地层中,地震波只有在它到达的且它的视速度等于声波的速度的区域内产生一个震电场。在不同特性的地层界面上,产生的震电波是一个在每一处都可检测到的可传播的电磁波,在地面上用来作接收的电极能够探测到这个在一个界面产生且可传播的电磁波,但不能探测到在一个均质地层中产生的电磁场。当电极在井眼中且靠近一个孔隙地层时,它     

基于尖峰能量谱技术的滚动轴承故障分析

介绍振动尖峰能量谱（Spike Energy Spectrum）技术用于滚动轴承故障的分析方法、原理、测量要求,以及该种技术的成功应用情况,总结出故障诊断中的一些实用技巧。     

井下过套管超声波无线能量传输系统研究

针对中国石油行业数字化油田需求,可将传感器永久埋入井中,用于长期监测生产井中井下流体和套管附近地层状态,但井下永久传感器供电电池的电量会随时间推移而消耗殆尽.如果能够周期性地通过套管给电池充电,将能够较好地解决电池的充电问题.提出了井下过套管超声波无线能量传输系统模型,论述了金属厚度、超声波频率和声压透射率三者之间的关系.设计了井下过套管超声波无线能量传输系统的发射能量模块和接收能量模块,搭建了无线能量传输系统实验装置,并开展了4组不同厚度下能量传输实验.实验结果表明,该系统能够实现井下过套管无线能量传递,在接收端可获得瞬时最大接收功率0.984 W,为井下永久电子测量设备的供电提供了一种解决方案.     

耗散粒子动力学模拟研究矿化度对油水界面张力的影响

在二次及三次采油过程中,油水界面张力影响着原油采收率的大小,并且油水界面张力值大小受到地层水矿化度的广泛影响。为了考察地层水矿化度对油水界面张力值的影响,采用耗散粒子动力学分子模拟方法研究了5种不同矿化度标准盐水下油水混合体系的能量变化情况。采用旋转滴界面张力实验测定了对应体系油水界面张力值,并与分子模拟结果进行对比。结果表明,随着地层水矿化度的增加,油水混合体系的能量从2.87×10⁸ J/mol降至2.85×10⁸ J/mol,同时油水界面张力值从7.52 mN/m降至2.00 mN/m。     

乳化和润湿反转现象的耗散粒子动力学研究

利用耗散粒子动力学方法,研究了化学驱过程中乳化和润湿反转两个重要的物理化学现象。通过合理划分流体粒子和定义粒子之间相互作用参数,模拟了十二烷基苯磺酸钠、正十二烷和水三组分体系的自发乳化现象;通过附加固壁条件,模拟了在水动力作用下吸附在岩石表面的油珠发生破裂的非自发乳化过程,以及由于表面活性剂在岩石表面吸附而引起的润湿反转现象,比较了润湿反转前后残余油珠的运动情况。模拟结果表明:作为介观力学的离散粒子动力学方法,耗散粒子动力学方法可作为研究包含物理化学现象的化学驱渗流问题的重要手段。     

基于广义S变换的低频瞬时能量谱油气检测技术

讨论了S变换的优良性质,并对S变换作了进一步推广。将从地震资料中提取的地震子波代替S变换中的基本小波,实现了应用在地震资料中的广义S变换。通过对原始地震数据做广义S变换,得到了S域中单频率段的复地震道;由单频率段的复地震道进一步求取瞬时属性,得到了广义“三瞬”,即广义瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位(也称单频段的瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位)。当储层中含有流体或气体时,会引起地震波能量和频率的变化,表现为高频段能量的衰减和低频段能量的增强,故利用基于广义S变换的低频瞬时能量谱可进行油气检测。     

三维随机海浪的数值模拟

分析了三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的数学描述,在MATAB环境下设计了它们的数值模拟程序,并给出了三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的三维空间模型。     

三维随机海浪的数值模拟

分析了三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的数学描述,在MATLAB环境下设计了它们的数值模拟程序,并给出了三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的三维空间模型。     

内波、内潮汐沉积研究现状与进展

内波、内潮汐沉积是近10多年来沉积学研究的一个新领域。简要介绍了海洋学方面有关内波、内潮汐的认识、观测和研究,回顾了内波、内潮汐沉积的研究历程．重点介绍了已发现的内波、内潮汐沉积的特征、沉积层序、微相类型、沉积模式以及深海大型沉积物波的内波成因机理,阐述了内波、内潮汐沉积的研究意义．最后指出了当前该研究领域中存在的问题。     

浮子式波浪能转换装置功率匹配试验研究

为了实现浮子式波浪能转换装置与发电机功率的最佳匹配,基于振动理论和线性波理论,通过建立浮子在规律波条件下的受力运动数学模型,从能量角度推导得到浮子式波浪能转换装置的匹配功率与波浪参数、机械效率的关系方程。基于该方程,分析了在渤海海域波浪条件下波浪参数对匹配功率的影响规律,并进行了基于小型浮子式波浪能转换装置样机试验。研究结果表明:试验数据验证了匹配功率关系式的合理性,在每一种波浪条件下都对应着一个能量利用率最高的匹配功率;在工作环境确定的前提下,提高装置的机械效率,可实现在不改变浮子质量情况下提高匹配功率;小功率转换装置需要选择周期较短和波高较小的波浪环境,大功率转换装置需要匹配周期较长和波高较大的波浪环境。所得结论可为浮子式波浪能转换装置的设计提供帮助。     

立柱式钻井平台内孤立波载荷尺度效应研究

在海洋内孤立波作用下,立柱式钻井平台会产生大幅度的运动响应,影响钻井平台的作业效率与安全,其中平台内孤立波载荷的准确预测是关键。为此,以3类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,通过构建两层流体中内孤立波对立柱式钻井平台强非线性作用的数值模拟方法,结合模型试验分析了立柱式钻井平台内孤立波载荷的尺度效应。结果表明,在大尺度条件下采用Morison公式和傅汝德-克雷洛夫公式分别计算内孤立波的水平力和垂向力仍然是可行的。此外,内孤立波载荷模型试验中,立柱式钻井平台内孤立波水平力及垂向力的尺度效应因流体黏性影响的不同而产生差异,受黏性影响较大的水平力尺度效应显著,而受黏性影响较弱的垂向力的尺度效应较弱,可以忽略。      

基于ICCG方法的随钻方位电磁波测井响应模拟研究

采用改进的不完全乔尔斯基共轭梯度法(ICCG),计算了方位电磁波电阻率仪器响应以及传统的电磁波电阻率仪器的响应,分析了井斜以及不同接收线圈倾角对水平层状介质响应的影响,讨论了接收线圈与仪器轴夹角的选择依据。实际计算结果表明,随钻方位电磁波仪器与传统的电磁波电阻率仪器相比,能分辨出地层的方位信息,对地层界面有更好的灵敏性,方位电磁波电阻率仪器能更好地识别地层界面和进行地质导向。     

内压与海床联合作用下海底管道撞击数值研究

为了研究海床和管道内压对坠物撞击管道的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了坠物撞击海底管道的有限元模型,分析了撞击过程中海底管道的动态响应。采用摩尔库伦模型模拟海床的非线性特性,并引入罚函数处理坠物、管道和海床三者的接触关系。分析结果表明:海床和管道内压对坠物撞击管道起到了保护作用。黏土海床对管道撞击的保护作用比砂土海床大,砂土海床对管道撞击的保护作用比刚性海床大;随着内压的增大,管道变形最大凹陷值减小;同时考虑内压和海床作用时管道受坠物撞击后的最大凹陷值比2个因素均不考虑时小,相差最大处达到了9.6%。所得结果对海底管道抗坠物撞击设计和管道的安全服役具有指导意义。     

内压和轴向载荷作用下开孔薄壁短圆筒屈曲的数值研究

采用有限单元法对内压和轴向载荷联合作用下带开孔薄壁短圆筒的屈曲现象进行了数值研究.研究模型分3组,第1组在同一部位具有不同的开孔直径;第2组在不同的位置开有相同直径的孔;第3组同一位置有相同开孔和不同的内压.结果表明,在内压和轴向载荷联合作用下的薄壁短圆筒,开孔直径对临界屈曲载荷的影响远大于开孔位置的影响.随着开孔的增大,薄壁短圆筒的临界屈曲载荷迅速下降;随着内压的增大,薄壁短圆筒的临界屈曲载荷也迅速下降;开孔直径不变时,开孔位置越靠近固支端,薄壁短圆筒的临界屈曲载荷越大,并且在远离固支端的筒体的中上部区域内存在最危险位置.     

基于OpenFOAM软件的内孤立波生成模拟及试验

为探究OpenFOAM软件在内孤立波生成模拟方面的可靠性,建立小型内波水槽,采用重力塌陷法生成内孤立波进行物理试验。基于OpenFOAM建立等尺度数值水槽,采用流体体积模型的不可压缩、绝热、不可溶多相界面捕捉求解器multiphaseInterFoam,设置空气-硅油-水三相流体,模拟生成内孤立波。将数值模拟所得波幅、波形、波速等数据与试验和理论解进行对比。结果表明,该方法模拟生成的内孤立波与物理试验和理论解均吻合较好,具有较高的精度,可进一步应用于研究内孤立波的演化特性及其与结构物相互作用研究中,在物理海洋学和军事海洋学都具有重要的应用价值。     

随钻地震波场传播与数据处理方法的数值实验

随钻地震(SWD)是利用钻头旋转破岩振动产生的地震波来实现钻前预测的一项新技术.因钻头振动能量弱、井场噪音能量强以及随机连续振动造成的不同时刻、不同震相的波相互叠加,使随钻地震信噪比很低,波场非常复杂,数据处理难度大.而现场试验周期长,费用高,地下结构等未知因素多,不利于开展SWD研究.数值模拟具有在控制条件下开展研究的优势,是一种高效、廉价的数值实验方法.在Seismod地震波场模拟软件和Matlab信号分析软件的基础上,针对随钻地震低信噪比、震源信号连续随机的特点,以黏弹性介质地震波动方程、交错网格高阶有限差分数值解法和互相关信号分析为核心,建立了SWD数值实验平台,算例结果证明该模拟平台是可靠的.同时利用该模拟平台对SWD波场传播、直达波与反射波时距曲线特征、数据处理方法等进行了数值实验,深化了对SWD波场传播规律和SWD数据处理方法的认识.