SULZER SMX型静态混合器内部流场数值模拟

采用CFD方法,应用Fluent6．3．26软件对SMX型静态混合器内流场的流动及传热特性进行了数值模拟。通过对不同层流状态计算结果的对比分析可知,SMX型静态混合器对流体有良好的混合和强化传热能力。数值模拟得出,随着雷诺数的增大,流体的压降增大,摩擦因数减小,流经某一截面的流体平均温度降低,传热系数增大;与2个板片的模型相比,4个板片的模型在流动特性上略差,在传热特性和混合方面要强一些。用CFD方法计算的SMX型静态混合器内的流场可为高效SMX型静态混合器内流场的设计提供参考依据。     

射流深穿透射孔工艺技术的研究与应用

射流深穿透射孔工艺技术是通过高压水射流切割成孔，穿透近井地带污染区，增大油水井的渗流面积，达到增产增注效果的一项油层改造新技术。对该工艺选井选层基本原则、施工前准备、施工工序进行了简述。经在W5—17井和W5—19井运用该技术现场施工，取得了明显的增油效果。     

水力脉冲射流压力波动特性规律研究

脉冲射流在井底能够产生瞬时负压和脉冲冲击等作用,减小岩屑的压持效应,提高破岩和清岩效率。在建立水力脉冲射流特性模型的基础上,研究了水力脉冲射流压力波动随管路变化的趋势,分析了管路长度和粗糙度等因素对脉冲压力波动特性的影响,并通过室内试验对分析结果进行了验证。分析结果表明,水力脉冲射流发生器能将连续射流调制成脉冲射流,并在后接管路中形成周期性压力波动;随着流体在管路中前进,脉动压力幅值呈线性衰减,且脉动压力幅值的衰减随管路长度的增加而减小;在后接管路长度和粗糙度一定的条件下,管路中的脉动压力幅值随水力脉冲射流发生器入口排量的增大呈增大趋势。     

水力射流泵排水采气工艺技术及应用

论述了水力射流泵排水采气工艺技术的工艺原理、结构特点、效益以及川渝气田纳30井水力射流泵排水采气工艺的现场应用情况，证明了该技术的有效性和可推广性。随着射流泵产品的不断更新和应用水平的提高，在川渝气田条件合适的井中大量应用该工艺，可有效提高有水气藏的采收率，降低成本和提高经济效益。     

基于流场模拟的新型静态混合器结构优化

为了满足原油脱硫工艺对介质的混合要求,针对翘片式静态混合器结构方案,运用计算流体动力学方法模拟了不同结构的内流场,并对其结构进行改进。建模时引入标准壁面函数描述壁面附近的流动,将压力项表示为Presto!格式以适应混合元件内压力梯度高的特点。分析结果表明,混合元件的节流、分流及造涡作用有效促进了近壁区药剂与中心处原油的混合;环形缝隙注入的加药方式克服了单管从管道侧面进入时存在的药剂过于聚集以及与原油接触面积小等不足,药剂分散于整个管道内壁面,有利于向原油内部扩散;采用圆锥环形缝隙并增大翘片间距至16 mm时,药剂在出口面上的最大体积分数为1.10%,达到原油与药剂充分混合的目的。     

页岩气藏纳米孔隙气体渗流特征分析

页岩气藏储层孔隙非常细小,国内外页岩孔隙半径主要集中在几个纳米到20个纳米之间,国内部分页岩孔隙半径小于10个纳米。页岩气藏生产受到纳米孔隙中的游离气和吸附于干酪根中吸附气两大主体气源影响,这2种气源气在生产中表现出4种机理。研究了纳米孔隙中气体分子克努森扩散、气体滑脱、达西渗流及吸附于干酪根中气体扩散4种机理下页岩气体渗透率及孔隙压力的变化情况,并以此建立圆柱管内平面单向稳定渗流数学模型。模型模拟结果表明页岩的表观渗透率远远大于达西渗透率,孔隙半径越小,则两者比值越大,当孔隙半径从20个纳米减小到几个纳米,两者比值将会从十增大到几十;孔隙压力越小,则两者比值越大,而当压力小于5MPa时,表观渗透率与达西渗透率之比明显增加1~2个数量级。随着压力降低,克努森扩散作用不断增强,相应的压力损耗不断增加,使得纳米管柱内平面单向从供给边缘到排液道的稳定渗流压力分布已不再是线性分布。干酪根中气体由于扩散速度慢、扩散量小而对压力影响不明显。
     

水力脉冲空化射流技术首次在煤层气井中的试验研究

为了提高煤层气井中的机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,根据水力脉冲空化射流提高钻速原理,通过改善井底流场,降低岩石的破碎强度,减小压持效应,从而提高机械钻速。水力脉冲空化射流技术在织4井进行了现场试验。结果表明:该技术在试验过程中不需要改变原钻具组合,对钻头和钻井施工参数没有特殊要求,可有效应用于煤层气井;在地层相同,钻具组合与钻井参数相近的前提下,与邻井相近井段对比,该技术机械钻速平均提高100.7%。     

水力射流泵排液技术在辽河油田的应用

水力射流泵（JET）技术目前已在试油生产中广泛应用,其优点是排液周期短、速度快,能够有效防止地层的二次污染。经现场应用效果对比,该技术在辽河油田高凝油地区收到良好的效果。     

页岩气井中水力脉冲空化射流钻井试验研究

为了提高页岩气钻井施工中的机械钻速、缩短钻井周期,在分析水力脉冲空化射流钻井机理及关键技术的基础上,在宣页1井中进行了多井次现场试验,并将试验井段的机械钻速与同井相邻井段进行对比。试验结果表明,在钻进地层相同、相近工况下试验井段比同井相邻井段机械钻速平均提高105.3%;水力脉冲空化射流技术可有效提高页岩气钻井施工的机械钻速。建议进行多区块、多井次现场试验,以验证水力脉冲空化射流技术在页岩气钻井施工中的适应性。     

聚合物驱静态混合器现场适应性研究

静态混合器是三次采油聚合物注入站用于母液和清水混合的一种专用设备。这种聚驱用静态混合器是从化工行业移植过来的,没有针对聚合物溶液的特殊要求进行专门设计。在大庆油田采油一厂中丁３－Ｐ２５井,从站内到井口铺设一条地面管线进行试验。分析试验结果后认为,在注入管线内径为φ５０ｍｍ、最小聚合物混合溶液流量为１．１５ × １０～－３ ｍ～３／ｓ、井距在 １００ｍ以远的条件下,注聚系统取消静态混合器是可行的。通过注入管线的混合作用,到注入井井口,混合指标完全可以达到设计要求。 １９９８年在采油一厂８９ 口注入井推广应用。取消静态混合器不但可以减少注入站的基建投资,还可以消除由静态混合器带来的粘度损失。     

振荡流混合器湍流流场的数值模拟

应用计算流体力学技术,采用层流模型和湍流模型对净流量为0、一定雷诺数区间振荡流混合器单腔室中的层流流场和湍流流场进行了数值模拟计算。首次实现了振荡流混合器流场湍流流动阶段的三维数值模拟,较好地反映了湍流阶段振荡流混合器速度场分布状况,并获得了反映振荡流混合器速度场在一定雷诺数条件下非对称分布的模拟结果。     

新型静态混合器流体力学性能的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)软件对具有2块稀释孔板的新型静态混合器内的三维可压缩湍流流场进行数值模拟.采用标准双方程湍流模型,得到混合器内流场变化和压降情况,并绘制出了不同速度下的压降变化曲线.仿真结果和实际相吻合,在揭示混合器内部流动特殊规律和流动机理的同时,对工程实践提供了理论依据.     

静态混合器水力参数的计算方法

以往现场上使用的静态混合器大多数是从化工行业移植过来的,多属于纯机械分割式的,对聚合物粘度的降解作用过大。为解决这一问题,设计了一种新型静态混合器,并通过试验对该静态混合器的粘损状况和混合程度进行了检验。其结果表明该静态混合器符合现场要求。为使该静态混合器能够在现场顺利推广,本文介绍了旋流与分割相结合式静态混合器在推广使用时所需水力参数的计算方法,并根据理论计算和试验结果绘制了各种在施工设计过程中所需要的曲线,从而为现场进行施工设计提供了理论依据。     

自进式多孔射流钻头结构设计与流场特性分析

为了防止钻头在钻进过程中由于射流喷嘴顶住井底而发生卡堵问题,设计了一种带支撑板的自进式多孔射流钻头,并将圆锥收敛型喷嘴的结构设计应用于前向中心喷嘴,使前向中心射流具有更长的等速核以及更高的破岩效率。对所设计射流钻头的内外流场进行了三维流动特性数值模拟分析,并研究了支撑板结构对喷嘴流场特性的影响规律。研究结果表明:带支撑板的自进式多孔射流钻头的井底速度云图上分布着4个圆状高速区域,其中中心区域的流体流速最大,射流流束直径最大,即采用了圆锥收敛型喷嘴结构的前向中心射流具有更高效的破岩能力;当自进式多孔射流钻头具有3支撑板结构时,钻头的前向孔眼采用1+3布局结构更为合适;当射流钻头采用支撑板结构时,并不会影响漫流对井底排屑的清洗作用。研究结果对于自进式多孔射流钻头的现场应用及进一步的优化设计具有一定的参考作用。     

水力喷射压裂关键机理探讨

为了更深入地了解水力喷射压裂技术的部分机理,通过模拟水力喷射射孔孔内的压力分布并分析其规律,进行了现场工况条件下喷嘴压降对孔内压力的定量分析和不同喷嘴直径条件下喷嘴压降与排量关系的计算,结论为:射流速度的衰减将动能转化为静压能,致使孔内压力升高;增加射流喷射压力有助于获得较大的孔内增压;喷嘴要产生较大的压降,需要较大的作业排量.