泡沫流体在井筒内流动时的耦合数学模型

基于均质平衡流模型,根据动量方程和能量方程建立了计算泡沫流体在井筒内流动时的密度、压力和温度分布的耦合数学模型,并进行了编程求解,给出了泡沫流体的压力、温度和密度沿井深的分布规律.计算分析表明,泡沫流体在井筒内流动时的密度、压力和温度是相互影响的.泡沫质量越大,泡沫流体的温度变化越大,而压力和密度变化则相对平缓.在将泡沫流体应用于深井作业时,不能忽略温度变化对泡沫参数及性能的影响,特别是在大泡沫质量下.由于考虑了传热和温度变化对泡沫流体的影响,该模型比常规计算方法的适用范围更广.     

高温泡沫辅助多元热流体技术机理研究及应用

针对水平井多元热流体多轮次吞吐过程中存在气窜的问题,在室内实验筛选适用于NB35-2油田的高温泡沫体系的基础上,利用数值模拟软件建立高温泡沫辅助多元热流体一维和三维数值模拟模型,分析高温泡沫辅助多元热流体技术提高采收率机理。结果表明,高温泡沫辅助多元热流体数值模拟模型拟合精度高,其提高采收率机理主要有抑制注入气体窜流,减少注入热损失以及保持注入井近井地带地层能量等3个方面。现场应用表明,高温泡沫辅助多元热流体可以降低多轮次吞吐气窜问题,能进一步提高多元热流体多轮次吞吐后期的开发效果。     

泡沫流体密度-压力-温度关系的实验研究

泡沫流体在石油工程中是一种优良的入井液,泡沫密度的确定对现场应用具有重要的意义。建立了 地层条件下测定泡沫流体密度的实验装置和测量方法,测定和分析泡沫流体密度随着压力和温度的变化关系,研究 了气液质量比对泡沫密度变化规律的影响,把实验数据进行了公式回归,并把实验结果与近似计算结果进行了比 较。结果表明泡沫流体的密度随压力的增大而增大,随着温度的增高而降低,泡沫流体的气液质量比越大可压缩性 越好。实验测得的泡沫密度总是小于近似计算的密度值,误差在1.45%~11.31%,存在误差的原因是近似计算没有 考虑液膜表面吸附的表面活性剂双电层离子间产生的斥力,回归公式与实验数据吻合较好。研究结果可为泡沫流 体在油田的应用提供理论指导。     

泡沫举升排酸过程井筒压力温度数学模型研究

泡沫流体举升排酸工艺能有效排出酸化后地层的残酸,根据质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,考虑环空泡沫流体与油管泡沫流体及地层之间的双重热传导作用,建立了泡沫流体在井筒内流动的温度分布和压力分布的数学模型,并给出了相应的边界条件和约束条件,该模型可以用于泡沫举升排酸的参数设计.利用数值方法进行了压力场和温度场的耦合求解,得到了泡沫流体温度、压力、密度在油管和环空内的分布.计算结果表明,随着井深的增加,泡沫温度、压力和密度都是增加的,泡沫举升排酸比氮气举升排酸启动压力和平衡压力都要小,随着酸排量的增加,循环点深度、启动压力和平衡压力逐渐增大.     

滤水型钻屑回填带压注浆封孔器设计与应用

为了解国内外的钻孔封孔现状,探索更为适用的封孔技术、封孔设备以及验证新型封孔设备实际应用效果,对目前国内外常见的封孔技术进行综述,指出各种封孔技术的适用范围及优缺点。在充分分析、研究原有封孔技术的基础上,提出钻屑回填带压注浆封孔技术,并针对钻屑的特点,设计出滤水型钻屑回填带压注浆封孔器,最后,通过现场工程试验对滤水型钻屑回填带压注浆封孔器的实际应用效果进行了检验。结果表明,滤水型钻屑回填带压注浆封孔器可以很好地解决封孔作业时的水灰比问题,在封孔作业中具有很多优势,且现场应用取得了良好的封孔效果,保证了瓦斯抽放作业安全、高效进行。     

纳米流体绕包裹泡沫金属圆管外流动换热的数值模拟

对纳米流体横掠包裹泡沫金属的圆管进行了二维数值模拟,研究了纳米流体与泡沫金属的双重强化换热作用。通过模拟出的流场及温度场分析泡沫金属包裹厚度、雷诺数Re和纳米流体浓度对换热和阻力系数的影响,对比纳米流体与水、泡沫金属管与光管换热的效果。模拟结果表明:包裹泡沫金属的单管换热效果比普通光管好,纳米流体使换热得到有效强化,随纳米流体体积分数增大,其换热系数比水的换热系数高出2%-15%。在研究范围内,Nu数随包裹泡沫金属厚度增加而增大1.4倍-2.2倍,由纳米流体所引起的压降变化不大,而包裹厚度的增加导致压降增幅较大。     

金属热喷涂涂层耐酸封孔剂及封孔材料配比的优化

封孔是一种有效的提高涂层耐腐蚀性能方法。本文研制了一种耐酸蚀的封孔剂并对封孔材料的配比进行了优化。采用正交设计方法进行实验方案设计,选用碱金属硅酸盐做基料、纳米粉以及屏蔽作用的云母作为封孔材料,研制出耐酸蚀封孔剂。通过扫描电镜观察表明,该封孔剂可以显著降低涂层的孔隙率,明显提高了涂层的耐酸性能,特别是耐高温腐蚀性能得到较大改善,可延长涂层的使用寿命,且该封孔剂无污染,满足工业应用需求。     

多孔泡沫金属换热器内流体的流动和传热分析

对管间填充多孔泡沫金属的方形管壳式换热器内流体沿管间轴向强制层流的流动和恒热流密度的传热进行了理论研究。结果表明,流体的径向速度分布呈现类似于光管内湍流时近壁处薄层内变化率大,其余大部分区域平坦的特征;流体和泡沫的径向温度分布较为平坦;流体的压力降随泡沫孔数（ppi）增大的增长明显大于时流换热的Nu数随ppi数增大的增长;泡沫的孔隙率越小,流体的压力降越大,对流换热的Nu数也越大。     

裂缝性低渗透油藏氮气泡沫调驱技术研究

针对裂缝性低渗油藏水驱开发中水窜严重的问题, 开展了氮气泡沫调驱技术研究。采用实验和数值 模拟相结合的方法研究了氮气泡沫对裂缝性低渗油藏的封堵性能和驱油性能。结果表明, 氮气泡沫调驱“ 控水增 油” 效果显著, 可以有效的封堵裂缝通道, 扩大驱替流体的波及体积, 提高裂缝性油藏的采收率。氮气泡沫调驱可在 水驱基础上提高采收率1 0%以上, 并且注入方式多样, 易于现场施工, 适用于裂缝性低渗油藏开发中后期提高采收 率。     

气液两相流体润滑技术在滚动轴承中的试验研究

介绍了一种新型的润滑技术———气液两相流体润滑,对该润滑技术在滚动轴承中的应用进行了试验研究,证明气液两相流体润滑在高速、超高速滚动轴承的应用中具有良好的性能,并将油气润滑与油雾润滑作了对比.     

烷基磷酸酯钾盐乳液性能的研究

基于聚苯硫醚短纤维纺丝和加工工艺对烷基磷酸酯钾盐的性能要求,研究烷基磷酸酯钾盐的表面张力、润湿性、乳化性、起泡性、乳液稳定性等乳液性能及其影响因素.结果表明:随着烷基磷酸酯钾盐烷基链的增加,表面张力增大,润湿性降低,起泡性逐渐减小,泡沫稳定性增强;烷基链的长度对烷基磷酸酯钾盐的乳化性影响不大;随着pH值增大,烷基磷酸酯钾盐乳液的发泡能力减小,泡沫稳定性变差;随着烷基磷酸酯钾盐乳液粒径的减小,离心量减少,乳液稳定性增强;随着温度的升高,乳液的稳定性增强.     

Establishment and application of drilling sealing model in the spherical grouting mode based on the loosing-circle theory

There are quite a few studies that have been done on borehole sealing theory both domestically and internationally. The existing researches usually consider drilling of the surroundings as a dense homogeneous elastic body which does not meet the characteristics of real drilling of the fractured body. Based on the loosing-circle theory and analyses of the surrounding rock stress field, cracks and seepage fields, combined with Newtonian fluid spherical grouting model, we deduced the dynamic relationship between the seepage coefficient and rock or grouting parameters of the drilling sealing fluid mode of spherical fissure grouting. In this experiment, mucus was injected in the simulated coal seam and the permeability coefficient of the sealing body was calculated by using the model. To verify the validity of the model, the calculated sealing body number was compared with the extreme negative pressure that the sealing body could withstand. The theoretical model revealed the drilling sealing fluid mechanism, provided a method for the quantitative calculation of the drilling sealing fluid effect by grouting mode and a reference for the subsequent research of sealing mechanism.     

煤巷卸压带及其在煤和瓦斯突出危险性预测中的应用

本文应用岩体力学,弹塑性力学等有关知识,探讨了煤巷卸压带对煤和瓦斯突出的作用机理,建立了煤层界面的应力分布状态方程以及煤巷卸压带和地应力,瓦斯压力,煤强度之间的关系式,并分析了煤巷卸压带中煤体稳定性的条件。研究工作表明:煤巷卸压带中的瓦斯压力,煤体透气性值可以作为突出危险性预测指标和防突措施效果检验的敏感指标。最后,利用自行设计的泡沫封孔测压仪对现场进行了突出危险性预测和防突措施效果检验,得到了十分满意的结果。     

Numerical Analysis of Magnetic Fluid Sealing Performance

1 Introduction There are many factors that can influence magnetic fluid sealing performance[1–4]. The material characteristics of magnetic fluid and the intensity of the magnetic field have a direct influence on the magnetic fluid seal. The main factors that influence the sealing performance include the sealing gap, the shaft eccentricity, the shaft diameter and the cen- trifugal force. Analyzing these factors is important for the design and manufacture of the magnetic fluid. The design and …     

钻孔的流体密封机理及其影响因素分析

以流体力学、密封材料学和渗流力学等为基础，探讨了钻孔密封段的密封机理，得出了密封介质泄漏量的理论计算公式及其影响因素，并论述了密封圈的材料选择原则。在此基础上，设计加工了可变形弹性密封圈，并和普通胶圈进行了对比实验。结果表明，可变形弹性密封圈有利于提高钻孔的密封性，是一种较为理想的密封胶圈。     

Frictional heat transfer regularity of the fluid film in mechanical seals

The frictional heat transfer regularity in the mechanical seal system consisting of the rotating ring, the stationary ring, the fluid film in the end faces and the sealed medium was investigated. The primary factors affecting the frictional heat transfer regularity, such as the heat transfer coefficients from the rings to the sealed medium, the frictional heat flux, the frictional heat distribution ratio and so on, were discussed. The equations for calculating the temperature field both in the sealing members and in the fluid film were derived. The coupling analysis of the frictional heat of the fluid film and the thermal deformation of the two end faces of the rings was carried out to obtain the separation angle of the two deformed end faces in consideration of the viscosity change of the fluid film. The results indicate that the frictional heat of the fluid film heavily affects its characteristic and the sealing performance of mechanical seals. The frictional heat changes not only the shape of the gap between the end faces but also the viscosity of the fluid film, and thereupon leads to the increase of the leakage rate. The maximum temperature of the system is at the inner radius of the fluid film, and most of the frictional heat is conducted by the rotating ring. Based on the heat transfer analysis method put forward in this paper, the parameterized design of mechanical seals can be realized to determine the best geometrical parameters and to select the appropriate material of the sealing members.     

新型磁流体密封圈的特性分析

磁流体密封技术是近年来发展起来的一项新技术,利用磁流体作为密封介质设计了新型径向磁极磁流体密封圈,介绍了该密封圈的结构及工作原理;给出了耐压能力的数学模型,并通过密封间隙中磁场的有限元分析及磁流体流场的分析,对该密封圈进行了特性分析;给出了密封压力与密封圈磁极长度、磁极宽度和密封间隙三个设计参数之间的变化关系,并给出了新型径向磁极密封圈和轴向磁极密封圈的设计比较,分析结果表明,所设计径向磁极磁流体密封圈的耐压能力随磁极长度增加先增大后减小,随磁极宽度增大而增大,随密封间隙增大而减小,除具有目前普遍采用的轴向磁极磁流体密封圈的优点外,还具有比轴向磁极密封圈尺寸大小、结构简单的特点。     

哈浅区块储层保护钻井液技术简

哈浅区块油气资源丰富,开发前景广阔,前期使用聚合物钻井液体系施工,由于聚合物钻井液体系和储层不匹配,导致储层受到污染.分析储层损害机理后,优选塑性膜封堵钻井液体系.体系的抑制性强,封堵性能好,储层保护效果好.该体系在哈浅区块5口井进行了现场应用,配合现场钻井液施工工艺,施工顺利,有效保护了油气层.     

密度无关的物料含水率微波测量方法

为了提高物料含水率测量精度,提出基于固、液、气三相混合物介电特性的与密度无关测量方法.在储能因子和损耗因子中分离出密度,构建了含水率的复介电常数模型,进而建立了物料含水率和透射波的参量衰减及相移的与密度无关函数.将归一化的含水率和密度作为输入、透射波衰减和相移作为输出,对透射波频率和物料厚度对测量的影响进行仿真,给出其对测量的影响规律及对其进行选择的原则.实验表明,该测量方法与密度无关,且均方差达到0.095.     

钻井用耐剪切堵漏剂DLJ-5的性能

针对裂缝性地层钻井过程中,常规的桥塞堵漏材料堵漏效果不佳或者堵漏后发生重复性漏失的难题,通过引入锂皂石,研制出了一种耐剪切的钻井液堵漏剂DLJ-5,借助激光粒度分析仪和衍射仪研究了其微观形貌,并对其吸水膨胀性能、耐剪切性能以及与钻井液的配伍性进行了评价,最后研究了DLJ-5的堵漏性能。结果表明,研制出的堵漏剂DLJ-5的平均初始粒径为204.5μm,内部的有机和无机双网络结构提高了堵漏剂的强度。堵漏剂DLJ-5在50℃模拟地层水条件下的膨胀倍数为35.52,具有很好的耐剪切性能,与长庆油田钻井液的配伍性好,在高矿化度地层具有一定的堵漏承压性能。该耐剪切堵漏剂在裂缝性地层的钻井过程中具有广泛的应用前景。