轴向涡流分离器工作机理及机筒最佳锥角研究

为了研究轴向涡流分离器的结构和分离机理,促进该技术在国内的推广应用,采用涡动力学对轴向涡流分离器机筒内液体的流动情况进行研究,分析了不同转速、分流比下机筒锥角对切向速度和分离效率的影响。分别采用非结构网格和结构网格对轴向涡流分离器物理模型进行网格划分,取模型网格数量为140万个。模拟结果表明,当机筒锥角为10°时,机筒内液体的涡流半径最小而平均切向速度最大;安装有10°锥角机筒的轴向涡流分离器最佳转毂转速范围是3 100～4 300 r/min,在此转速范围内运行时分离器分离效率可达90%以上。     

LW380×1400D-BP型大处理量超高速钻井液离心机设计

高速离心机主要用于分离钻井液中2μm级的超细固相颗粒。常规高速离心机的分离因数和转鼓尺寸较小,对钻井液中超细固相的分离效果不佳,且处理量与中速离心机的流量不匹配。研制了LW380×1400D-BP型大处理量超高速钻井液离心机,其转鼓直径为380 mm,最高工作转速为4 000 r/min,最大分离因数为3 400 g。设计了双级减振结构、轴承自动油气润滑系统、进液量自适应调节系统等,解决了转鼓直径增大和转速提高带来的振动烈度增加、关键零件寿命降低等问题。工业试验结果表明,工作转速3 800 r/min时,处理后钻井液固相的中值粒径D₅₀达到2μm,对应处理量5～6 m³/h,进液量自适应调节可靠。该超高速离心机完全满足了钻井工艺对钻井液中超细固相的净化和处理量的双重需求。     

实体膨胀管数值模拟及膨胀锥锥角优化设计

选择了一种实体膨胀管,对其不同锥角时的膨胀过程进行了详细的数值模拟,研究了膨胀锥锥角与膨胀压力、压力波动、膨胀后半径及轴向缩短量的关系,以期为膨胀锥的优化设计提供理论参考。建模时采用非线性有限元分析软件ABAQUS,膨胀锥为主面,膨胀管内壁为从面。结果表明,随着锥角的增大,膨胀压力和启动压力都逐渐增大,轴向缩短量随着锥角的增大而减小,锥角为15°时膨胀管轴向缩短量约为总膨胀长度的1.7%,综合膨胀压力、膨胀后半径及压力波动,比较理想的膨胀锥锥角为15～17°以及22°。     

螺旋沉降离心机扭矩高的原因分析及改进

通过理论分析及与同类装置离心机组技术参数的对比,指出了造成离心机扭矩高的主要原因是离心机转鼓转速过高,并采用减小转鼓转速的方法,使离心机的扭矩降低了约19％。离心机分离效果及生产能力未有明显降低,运行状况大为改善,平稳运行周期达到半年以上。     

基于CFD-PBM模型的井下油水旋流分离器结构优选

针对高含水低产量稠油井井下油水分离和同井回注技术，设计了小直径井下油水旋流分离器。基于CFD-PBM耦合模型，对旋流器内液液两相流动规律和油滴破碎机理进行了数值模拟，采用正交试验方法，对旋流器关键结构参数进行了优选，并对优选后的结构进行了处理量变化和油相黏度变化对旋流器分离性能影响的研究。研究结果表明：对旋流分离器溢流口质量效率影响的主要因素由大到小依次为小锥段锥角、溢流管直径、大锥段锥角和尾管长度。处理量变化对旋流器分离性能影响较大，随着处理量增大，油滴破碎概率增加，油水分离效率呈先增大后减小的趋势；油相黏度在40～160 mPa·s范围内，黏度变化对分离性能影响不大，但黏度超过160 mPa·s后，旋流器分离效率快速下降。研究成果可为碳酸盐岩缝洞型油藏开展稠油井井下同井注采工艺提供技术支撑。     

旋转旋流离收机优化设计

旋转旋流离心机主要由加速器，转鼓，左右端盖，支撑系统和密封系统组成，这种离心机把旋转离心力场和旋流离心力场有机结合起来，使分离强度增加，分离效果显著改善，是固液分离的理论设备。在分析旋转旋流离心机结构及工作原理的基础上，根据石油矿场的不同要求，建立了旋转旋流离心机的单目标和多目标优化设计的通用数学模型。采用两种新的优化方法对ＷＸＸ－２００型旋围旋流离心机的主要参数进行了优化设计，优化设计结构与常规     

一种新型钻井液离心机的研制及应用

针对传统离心机在分离效果、操作控制、维护保养等方面存在的不足，研制了一种新型钻井液离心机，其处理能力为45 m³/h，分离粒径小于2 μm。主要部件均选用优质耐腐蚀不锈钢制造，推进器叶片表面经过特殊的耐磨、耐腐蚀处理，延长了整机的使用寿命和大修理周期。采用变频调速电动机（与行星齿轮差速器配套使用），使螺旋推进器与滚筒之间形成0.016 7～0.025 r/min的转速差。为防止螺旋推进器扭矩过载而专门设计了安全保险装置，确保离心机在各种钻井液条件下都能以最佳状态工作。     

螺旋沉降离心机工作流量与分离中点计算与选择

离心机工作流量和分离中点的计算与确定，对离心机设计和现场使用都是应当注意的问题。文中从理论推导到现场试验分析等多方面描述了离心机分离中点与流量的关系及其对现场分离效果的影响。     

离心机分配罐卸料口位置优化改造

离心机作为钾肥生产装置固液分离的关键设备,生产过程中存在的主要问题是振动不稳定,检修和维护成本高。本文通过研究和分析生产现场离心机振动原因,结合理论分析找出振动的主要根源,并进行优化改造消除振动。     

钻井液净化用离心机分离因数的选择

通过对钻井液中固相粒度分布、固相颗粒在离心力场中的沉降速度、固相分离所需的最小分离因数，以及分离因数与离心机分离中点的关系等方面的分析，探讨了离心机分离因数的选择。指出钻井液净化用螺旋卸料沉降离心机的主要任务是清除钻井液中2～74μm的无用固相；分离因数Fr是衡量离心机性能特征的一个重要指标，从离心机的维修费用、制造成本和使用寿命等方面综合考虑，在满足工艺的条件下，应尽量选用小的分离因数，即一般应使Fr≤1200；当Fr≤1200时，提高Fr会显著提高离心机的分离效果；Fr＞1200时，提高Fr对分离效果的影响较小。     

轴流式气-液旋流分离器分离特性

针对内部设有中心体的轴流式气-液旋流分离器,根据液滴在分离器内部旋流场的受力情况,建立分离器分离效率模型。实验发现,当液滴直径大于10 μm时,通过理论模型求得的液滴粒级分离效率与实验值吻合较好;在一定气速范围内,减小导流叶片出口角、增加中心体直径以及减小排气管直径均能够提高分离效率,即对于一定结构的分离器,存在相应的临界气速能够使分离器的分离效率达到最大值,随气速继续增大,分离效率呈下降趋势。根据实验结果提出分离器在不同工况下的设计准则,当气速高于临界气速时,为保证分离器分离效率,维持较低压降,设计导叶出口角为45°,中心体直径与筒体直径比为0.5,排气管直径与筒体直径比为0.85,分离器长度与筒体直径比为3。当入口气速低于临界气速时,可根据理论模型对分离器结构参数进行调整。     

运用声-电成像测井评价川东北飞仙关组鲕滩储层

在对鲕滩储层基本地质特征进行分析的基础上,提出了应用纵横波速度比和电成像资料结合的方法对鲕滩储层岩性进行识别.实际运用中纵横波速度比值不仅与储层含流体性质有关,还受岩性、孔隙度、岩石所承受的有效应力、裂缝等因素的影响.对鲕滩储层流体性质的识别是利用泊松比与体积压缩系数重叠和纵横波时差比与纵波交会识别流体性质;对鲕滩储层的孔隙型、裂缝型、裂缝一溶洞型等典型储层进行了深入的剖析和储层类型划分.通过对实例的剖析研究,在应用上取得了很好的效果,对同类储层评价具有一定的参考价值.     

调径变矩抽油机悬点载荷计算

为了计算调径变矩抽油机的惯性载荷和摩擦载荷,研究了该抽油机的悬点运动规律,得到了悬点运动速度、加速度和曲柄转角的关系式,推导出悬点惯性载荷计算式和抽油杆柱摩擦载荷计算式。以CYJ83—26HY型抽油机为例,把相关计算式编写入计算程序并运行,绘制出悬点惯性载荷、摩擦载荷和总载荷与曲柄转角的关系曲线。为进一步研究此类新型抽油机提供理论支持。     

动态接触角研究

动态接触角研究是研究流体渗流微观规律的基础,在选择提高采收率的方法及模拟油藏动态试验等方面具有重要意义。国外从分子理论和动力学角度对动态接触角与驱替速率、液体的毛细管数、黏度比之间的关系进行理论研究,实验研究结论为:较低驱替速率时,动态接触角的余弦差与驱替速率呈线性关系;较高驱替速率时,动态接触角的正切与驱替速率的对数呈线性关系;表面活性剂使液-液界面的动态接触角变小,滞后接触角增大;固体表面粗糙度对动态接触角的影响不大。国内目前主要采用实验方法研究动态接触角,根据插板法实验得出中性玻璃片在气／水和气／油系统中前进接触角的余弦与驱替速率呈线性关系;后退接触角的余弦与驱替速率呈两段线性关系,驱替速率高时的斜率比驱替速度低时的斜率大。图5参17     

动态接触角研究

动态接触角研究是研究流体渗流微观规律的基础,在选择提高采收率的方法及模拟油藏动态试验等方面具有重要意义.国外从分子理论和动力学角度对动态接触角与驱替速率、液体的毛细管数、黏度比之间的关系进行理论研究,实验研究结论为较低驱替速率时,动态接触角的余弦差与驱替速率呈线性关系;较高驱替速率时,动态接触角的正切与驱替速率的对数呈线性关系;表面活性剂使液-液界面的动态接触角变小,滞后接触角增大;固体表面粗糙度对动态接触角的影响不大.国内目前主要采用实验方法研究动态接触角,根据插板法实验得出中性玻璃片在气/水和气/油系统中前进接触角的余弦与驱替速率呈线性关系;后退接触角的余弦与驱替速率呈两段线性关系,驱替速率高时的斜率比驱替速度低时的斜率大.图5参17     

三参量速度分析中的构造形态约束

在三参量速度分析中,需要根据三维地震勘探资料充求取地下界面的倾向和倾角,然后确定均方根速度.由于进行速度分析所用的地震数据不可能很多,如果地震资料的信噪比又不高,就很难求准地层的倾向和倾角,进而使均方根速度有较大误差,降低了三参量速度分析的整体效果.只要原始资料的信噪比不是特别差,处理参数也没有太大的问题,在叠加剖面上总是能看到地下构造的形态.由于叠加剖面在时间和空间两个方向上都有较大的尺度,所以在叠加剖面上确定同相轴的倾角比较准确.叠加剖面上同相轴的倾角实际上是反射层的时间视倾角.如果知道纵测线和横测线两个方向上的时间视倾角,又知道地层的平均速度,就能求得反射层的真倾向和真倾角.这样求出的倾向和倾角能表示较大范围的反射层结构的总体情况,虽然它与速度分析点上的倾向和倾角有一定的差异,但作为后者的参考值和约束还是可以接受的.采用大范围反射层的倾向和倾角对三参量速度分析进行约束之后,避免了计算过程中倾向和倾角出现较大的误差,改善了低信噪比资料的三参量速度分析的效果.理论模型数据和实际资料处理结果表明,该方法是切实可行的,可以提高三维地震资料的处理水平.     

风浪作用下鄱阳湖现代滨岸滩坝的形态变化

为了能够更深入地研究地质时期滨岸滩坝的形成机理与演化规律,以鄱阳湖现代滨岸沉积野外考察为基础,结合Komar对韵律地形的研究成果,以及Friedman和Sanders提出的波浪模型,分析了现代滨岸滩坝沉积体系的主控因素以及不同形态滩坝的相互转化关系。研究发现,现代滨岸浪成滩坝根据沙体平面形态可细分为正向尖滩角、斜向短滩角、斜向长滩角、内韵律沙坝和新月形沙坝5种类型;湖区环境、气候、风力证据显示,风和因风而起的浪是现代滨岸沉积的主要控制因素;5种滩坝在不同传播方向和不同大小的波浪以及湖平面作用下存在35种相互转化关系。鄱阳湖现代滨岸在风浪作用下的滩坝以及内部单元的转化关系具有一定的代表性,其可以为地质时期滩坝沉积研究提供一定参考。     

三牙轮钻头轮体速比仿真模型研究

三牙轮钻头轮体速比对进行仿真研究，指导钻头结构设计、钻头选型等都起着关键性的作用。从理论上分析了三牙轮钻头的几何结构与牙齿受力的关系，确定牙轮存在一个主动齿圈，并结合最小功原理建立了求解轮体速比的模型，结合钻压以及岩石性质对轮体速比的影响，对该模型进行了修正。将钻头钻进砂岩时的台架试验牙轮/钻头速比实验值和利用模型计算所得牙轮/钻头速比计算值进行了对比，结果表明，该仿真模型能够有效地预测三牙轮钻头的轮体速比。     

高精度速度分析

基于叠加或相关原理的相似法速度分析,给分离的同相轴提供了很好的速度估计,但对于接近的相干反射、信噪比低的同相轴以及AV()现象引起的极性反转同相轴,其速度分析往往得不到精确的结果。近年来,人们把原先应用于雷达、声纳中的协方差量度理论引进到地震资料的速度分析中,发现该方法比相似法精度高,但这两种方法都是基于叠加模型来进行速度分析的。本文把协方差量度理论应用到AVO模型中,通过引进AVO因子并证明协方差系数只与AVO因子的平方有关,从而克服了极性反转的AVO现象。 为了进一步消除AVO因子的影响,提出了用归一化相关矩阵代替协方差矩阵来进行速度分析,发现对相干反射和低信噪比资料的同相轴分辨能力都有增强;当出现同相轴极性反转的AVO现象时,仍然能拾取到精确的速度谱。模型和实际资料处理表明,这种高精度速度分析可望比叠加速度分析得到更为广泛的应用。     

基于OrcaFlex水下采油树钢丝绳下放作业窗口研究

水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,下放作业窗口是我国南海水下采油树下放过程中亟待解决的关键问题.针对东方1-1气田73 m水下采油树钢丝缆绳下放安装方法,分析了水下采油树下放作业过程.利用OrcaFlex建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树系统的耦合模型,研究了不同浪高、流速、波浪方向角等关键因素对水下采油树安装...