潜孔钻头排屑槽布置方式对井底流ε场影响的研究

在勘探钻井过程中，现场应用的潜孔钻头存在排屑能力差、井壁冲蚀破坏严重的问题，这与钻头井底流场分布有着密切关系，而钻头排屑槽的布置方式又对井底流场的分布及流体的排屑能力起着重要作用。本文充分考虑了钻头排屑槽的布置方式对井底流场的影响，建立了与实际相接近的潜孔钻头井底流场物理模型，在计算流体力学软件Fluent中将CAD模型转换为相应的CFD井底流场模型，运用k-ε两方程模型，对钻头排屑槽布置方式对井底流场的影响进行了数值模拟研究，找到了钻头排屑槽布置方式对井底流场的影响机理，为设计排屑能力强、对井壁冲蚀破坏小的新型潜孔钻头提供了理论依据。     

潜孔钻头结构参数与井底流场关系研究

在勘探钻井过程中，QF-Ⅱ型潜孔钻头井底流场分布不合理，存在排屑能力差，对井壁冲蚀破坏严重等缺点，制约了该潜孔钻头在现场的应用。为此，以QF-Ⅱ型潜孔钻头为原型，充分考虑了钻头排屑槽和切削齿对井底流场的影响，建立了与实际相接近的潜孔钻头井底流场物理模型。在计算流体力学软件Fluent中将CAD模型转换为相应的CFD井底流场模型，运用k-ε两方程模型，对钻头喷嘴不同位置、不同直径、不同倾角时的井底流场进行了数值模拟研究。这些结构参数直接影响井底流场分布及流体的排屑能力，在研究中把这些参数作为钻头结构优化设计的重点，找到了钻头喷嘴不同结构参数条件下对井底流场的影响机理，为合理进行潜孔钻头的结构设计及水力设计提供了依据和校验方法。     

潜孔钻头井底流场数值模拟研究

以QF—Ⅱ型潜孔钻头为原型,充分考虑排屑槽和切削齿对井底流场的影响,建立了与实际相接近的潜孔钻头井底流场模型,采用计算流体力学软件Fluent对钻头井底流场进行了数值模拟研究。分析认为,该潜孔钻头导致井底流场分布不合理的原因在于喷嘴安放位置太靠近钻头边缘。随后对喷嘴位置向钻头中心靠拢后的改型钻头进行了井底流场分析,认为喷嘴位置向钻头中心靠拢,有助于提高井底流场的清岩能力,减小井底流场对井壁的冲蚀破坏程度,为合理进行潜孔钻头的结构设计提供了理论依据。     

刮刀钻头喷嘴直径对井底流场的影响研究

在充分考虑钻头喷嘴直径对井底流场影响的基础上,建立了与实际相接近的刮刀钻头井底流场物理模型,在计算流体力学软件Fluent中,将CAD模型转换为相应的CFD井底流场模型,运用k-ε两方程模型,对刮刀钻头不同喷嘴直径的井底流场进行了数值模拟研究,得到了刮刀钻头喷嘴直径与井底流场的关系,为设计排屑能力强、对井壁冲蚀破坏小的新型刮刀钻头提供了理论依据.     

射流磨钻头流场特性及其外排屑槽影响的数值模拟

在油气田开发中,水平井钻进时携岩困难、托压严重、机械钻速慢等问题严重影响生产效益。射流磨钻头既能降低井底压差实现欠平衡提速,又能粉碎岩屑实现岩屑悬浮运移,为水平井安全高效钻井作业提供技术支撑。研究基于计算流体力学方法,建立了射流磨钻头流场的数值仿真,并采用标准k-ε双方程模型对其流场特性及其外排屑槽尺寸的影响进行了模拟研究。结果表明,无外排屑槽时射流磨钻头的降压效果最好,井底低压区和中压区呈现一降一升的趋势;井底压力沿钻头直径方向分布极不均匀,高压与低压交错出现;在开外部排屑槽的情况下,内排屑孔的总体积流量占比达100%以上,随单个外排屑槽宽度的增大,内排屑孔的总体积流量占比增加,且外排屑槽存在钻井液回流的现象,回流体积流量占比4%以内。研究结果为射流磨钻头的优化设计与应用提供理论依据。     

PDC取心钻头井底流场的数值模拟研究

以一种现场常用的PDC取心钻头为原型，充分考虑排屑槽和切削齿对于井底流动的影响，建立了与实际相接近的PDC取心钻头井底流场的物理模型。运用k—ε两方程模型，采用线性六面体等参单元对取心钻头井底沈动空间进行划分，用有限元方法对井底流场进行了数值模拟研究。分析了排屑槽和切削齿对PTC取心钻头井底漫流的影响，为合理进行取心钻头的结构设计及水力设计提供了依据和校验方法。     

B9M型金刚石复合片刮刀钻头井底流场研究

以现场应用的B9M型刮刀钻头为原型,建立了与实际相接近的刮刀钻头井底流场物理模型.用计算流体力学软件Fluent将CAD模型转换为相应的CFD井底流场模型,运用k-ε二方程模型,对刮刀钻头的井底流场进行了数值模拟研究,发现B9M型刮刀钻头的井底流场分布比较合理,主要表现在井底流场漫流层的有效横扫面积大,井底漫流层速度高,使得刮刀钻头井底流场的清岩能力强,有利于提高钻头的排屑能力.     

微小井眼单牙轮钻头井底流场研究

利用Fluent软件对微小井眼单牙轮钻头井底流场进行数值模拟,结合喷射钻井射流理论,对钻头井底流场进行研究。结果表明,钻头旋转加强了牙轮一侧与钻头旋转方向同向的漫流,同时削弱了牙轮另一侧与旋转方向逆向的漫流;单牙轮钻头排屑槽流道方向为右旋,不利于井底岩屑的上返;采用适当的小直径喷嘴能有效提高井底漫流层的漫流速度,有利于增强井底漫流层的清岩能力;逆着钻头旋转方向适当地改变喷嘴倾角,井底有效漫流面积有所提高;顺着钻头旋转方向改变喷嘴倾角弱化了井底流场的清岩能力。     

PDC钻头刀翼优化设计研究

Φ76三翼PDC钻头在钻井试验中,钻进速率有了明显的提高,但也有堵塞喷嘴、排屑不畅等情况发生,影响了钻井效率的提高。基于PDC钻头理论和计算流体力学原理,对钻头刀翼形状进行优化,设计出新钻头,并运用Fluent软件进行井底流场模拟分析,得到刀翼形状对井底清洗的影响规律。提升了钻头的井底清洗返屑能力,提高了Φ76三翼PDC钻头的性能。     

关于PDC钻头形态设计的探讨

针对原有PDC钻头井底流场存在局部流速过大而对钻头表面造成破坏 ,局部流速过小容易产生泥包的问题 ,对原有钻头做如下结构改进 :增加大胫板的长度 ;降低胫板的高度和减小宽度 ;增加小胫板的数量 ,同时减小水槽截面积。对改进的钻头结构建立井底流动模型 ,并进行数值模拟。分析改进结构的流场表明 ,新结构钻头井底流场分布更合理 ,减少了流体对钻头中心区的直接冲蚀 ,有利于延长钻头寿命 ;合理降低切削齿高度后 ,加大了井底漫流区面积 ,提高了切削效率。     

Investigation on the effect of water vapor on the catalytic combustion of methane on platinum

The effect of H₂O on the catalytic combustion of CH₄ on Pt was investigated experimentally and numerically. The ignition temperature obtained by measuring the exit temperature of the H₂O/CH₄/Air mixtures flow through Pt coated honeycomb channels showed that the ignition temperature was related to the CH₄ and H₂O mole fraction. The numerical results showed that the adsorption of H₂O blocked CH₄ oxidation, leading to the increase of the ignition temperature and the reforming reaction did not occur with C/O ratio less than 0.43. However, with C/O ratio increasing, H₂O could produce catalytic reforming reaction with CH₄, and H₂ produced in the reaction could increase the conversion of CH₄. This study is helpful to provide some useful information for the design of the micro-combustor.     

重质油加氢裂化反应动力学的研究

本文依据大量文献资料,介绍了重质油加氢裂化反应动力学的研究现状,对各种动力学模型的优缺点进行了评价,指出了催化裂化和加氢裂化反应动力学的相似性和进一步深化研究的方向。     

往复式压缩机曲轴强度影响因素研究

过渡圆角形式和半径、润滑油道直径以及连杆轴颈的长度等是影响曲轴强度的重要因素。结合正交试验设计,运用三维建模技术建立16组不同影响因素组合下的往复式压缩机曲轴模型,按照有限宽度轴径油膜压力分布规律对其施加载荷,经求解分析,得出各因素与曲轴强度的关系。针对由曲轴结构复杂而导致在过渡圆角处出现的应力奇异现象,提出外插值的方法进行评估。结果表明,除连杆轴颈的长度对曲轴的强度影响不大外,过渡圆角的形式以及半径大小均有不同程度的影响,其中内圆角的应力值远大于外圆角。研究往复式压缩机曲轴强度的影响因素,对曲轴设计时部分尺寸的选用以及强度校核有一定指导作用。     

天然气站场管道寿命影响因素浅析

基于某天然气站场管道压缩机进气端管线更换后的管道状况,分析了该天然气站场管道的外加载荷类型和产生失效行为的各种因素,指出了影响管道寿命的关键因素.     

燃料清净剂对柴油氧化安定性能的影响研究

详细考察了柴油清净剂对柴油氧化安定性的影响。方差分析表明，加剂柴油实际胶质主要影响因素为柴油，氧化安定性不溶物主要影响因素为柴油，其次为柴油清净剂。加剂柴油实际胶质与空白柴油实际胶质呈线性关系。军用柴油氧化安定性好，加入清净剂对氧化安定性影响较小。轻柴油氧化安定性差，实际胶质高，氧化安定性不溶物多。清净剂对其氧化安定性性能影响很大；实际胶质变化率范围为-38．2％～16．4％；氧化安定性总不溶物均下降，下降率范围为32％～68％。通常选用能够显著降低胶质和氧化安定性不溶物的清净剂。     

石油沥青闪点测定影响因素探讨

分析了现行沥青闪点测定方法的优缺点及国内外其它石油产品开口杯测定方法的可取之处,提出了石油沥青闪点测定过程中应注意的问题以及石油沥青闪点测定方法制修订的建议。     

淀粉酶降解性能研究

针对当前对生物酶降解淀粉作用机理研究不足的问题,通过DNS比色法,考察了不同淀粉生物酶对淀粉的降解过程,并考察了温度、pH值和表面活性剂等外界条件对生物酶降解性能的影响.研究发现,pH值对淀粉酶的降解能力影响最大,在pH值为6.0时其活性最高,而在pH值为8时效果最差;温度对淀粉酶的影响也较大,温度从50℃升高到75℃后,淀粉酶的活性对pH值变得更加敏感,碱性环境对酶解的抑制作用更强;表面活性剂对淀粉酶具有抑制作用,且其浓度越大,抑制作用越强.该研究结果有助干指导淀粉酶的现场应用.     

射孔对生产套管强度的影响规律研究

为了深入了解射孔对生产套管强度的影响,采用弹塑性有限元分析方法,分别对未射孔套管和不同射孔密度套管的极限承载力进行了分析.计算和试验结果都表明,射孔后套管的极限承载能力均有不同程度的下降,下降幅度与射孔密度有关.因此,在套管柱设计时应该考虑射孔的影响.