一种新型AICD的设计及其数值模拟

长水平井易过早见水/气,在完井段上安装流入控制装置(ICD)可有效解决该问题。针对油井见水后被动式流入控制装置(PICD)发生失效,而当前各自适应流入控制装置(AICD)均存在其局限性的问题,创新提出了一种新型自适应流入控制装置,该装置由Y形导流器和圆盘形限流器组成。利用数值模拟软件分析了其内部流动规律,优化了其结构参数,并基于优化结果研究了流体参数敏感性。研究结果表明,该装置在径向连接方式、60°分支角、3个Y形导流器情况下的结构最优,且其对密度、黏度均不敏感。新设计的装置稳油控水能力强,不含可动件,对油相密度和黏度均有较大的适用范围。     

自适应返气装置的数值模拟与试验研究

自适应返气装置是为了满足井下气液分离及采出水回注技术配套的需要而提出的,其主要功能是使回注到注水层的富水流中的少量气体通过聚集,再经由返气装置回到开采层。采用Fluent软件对自适应返气装置进行数值模拟,深入分析了其速度场、压力场和浮子的受力情况,并与试验结果进行了比较。计算表明,采用阻尼孔直径为φ2.0 mm、球座为φ3.3 mm、球浮子直径为φ4.0 mm的结构可获得更佳的排气阻水效果。     

钻井柴油机尾气净化装置设计及其数值模拟

采用静电旋风分离原理设计出一种结构简单、阻力小、过滤效率高、捕集粒径范围宽的钻井柴油机尾气处理装置,数值模拟计算表明处理装置内流场三维速度分布趋势和常规旋风分离器基本保持一致,仅切向速度扰动较明显,现场实验表明尾气处理装置对PM具有显著的净化效果,对NOX也具有一定的作用,对环境保护具有积极效果。     

清焦蝶阀的多组分气流数值模拟及流道优化设计

为了提高清焦蝶阀的抗焦化能力和对其清焦的蒸汽流道进行优化设计，根据清焦蝶阀的工作原理和运行参数采用ANSYSCFX对蝶阀清焦流道的蒸汽和石脑油裂解气体进行多组分数值模拟。通过多组分数值模拟掌握蝶阀密封区域的气体组分情况来判断抗焦化能力和指导清焦蝶阀流道优化设计。对3种清焦蝶阀流道布置通过数值模拟对比分析，综合考虑清焦蝶阀的结构工艺性，确定了优化设计方案，通过试验验证已很好地解决输送介质过程中出现的焦化问题，为此类蝶阀的设计奠定了基础。     

热采数值模拟的快速自适应组合网格方法

本文用快速自适应组合网格方法(FAC)和逐次收据方法分别计算了一个三维、三相、二组分的热采数值模拟.计算结果表明,FAC方法和逐次收缩方法的结果接近全局加密网格上的结果(其中FAC的结果更为理想),而CPU时间仅分别为后者的22.35%和10.8%.     

应用自适应变网格紧致差分的地震波数值模拟及逆时偏移

紧致有限差分(Compact Difference, CD)格式相对于中心有限差分(Finite Difference, FD)格式具有计算精度高、边界处理简单等优点，其中，规则网格四阶CD格式所需计算节点数少，计算精度高，但使用该格式求解声波方程时需求解大型稀疏对角矩阵方程组，当模型较大时，该格式计算效率较低，同时用于存储和计算对角矩阵方程组的内存需求也较大。自适应变网格策略能够通过优化网格剖分，有效降低模型网格数，从而达到提高计算效率、降低内存占用的目的。文中推导了求解二维声波方程的时间二阶中心差分、空间四阶CD的离散格式，并应用于正演模拟；通过引入自适应变网格策略，推导了修正声波方程，发展了高效、高精度的自适应变网格紧致差分逆时偏移成像方法。数值实验表明：该方法可实现复杂构造的高效、高分辨率成像；与规则细网格剖分方法相比，在保证精度的前提下，该方法可将Marmousi模型的成像效率提高约33.7%。     

测井数值模拟平台设计与实现

为方便快速、高效系统地进行测井数值模拟研究,设计开发了1套测井数值模拟平台.该平台包括电、声、核、岩石物理等多种测井数值模拟模块,具有统一的可视化输入输出界面、高效快速的运算方法和相应配套的计算设备,可极大地缩短测井数值模拟计算周期.模拟结果能以最直观、形象的方式展现在用户面前,便于用户进行计算结果分析,同时提供了相关接口和方法以方便用户进行二次开发.分析了测井数值模拟概况及其在测井方法研究和仪器设计中的作用,介绍了测井数值模拟平台的架构、组成、功能和特点,系统描述了电、声、核等数值模拟模块的模拟方法和特点,并用实例说明了测井数值模拟平台的应用.     

污水过滤装置数值模拟及分析

应用Gambit软件对污水除油装置进行建模,并利用Fluent软件中的SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型对污水过滤装置内部的流场进行数值模拟计算.研究装置内部流体运动规律和流速分布情况,并从处理量、管道直径、入口位置等方面考虑参数筛选和结构改进,为污水过滤装置结构优化及合理选择初始条件提供相应的理论支持.     

连续重整装置加热炉改造温度场数值模拟研究及优化

针对某企业连续重整装置反应进料加热炉部分炉管管壁温度较高的问题,采用数值模拟方法对加热炉和燃烧器建模并还原计算,对模拟计算出的炉膛烟气速度场、温度场及炉管表面温度分布进行定性和定量分析,发现炉管管壁最高温度已非常接近炉管材料的极限设计金属温度。研究了影响燃烧器火焰的各种因素,结合加热炉烟气余热系统的升级改造,明确了优化改造方向,优选出了燃烧器结构参数调整方案。改造后的炉膛温度场分布均匀,实现了炉管管壁温度均匀化,同时炉膛温度较改造前降低了15～25℃,炉管管壁最高温度降低了20℃左右,NO_x排放浓度得到了有效控制。     

哈里伯顿公司EquiFlow~(TM)水平井流入控制装置

<正>EquiFlowTM水平井流入装置是哈里伯顿公司针对越来越复杂的边、底水油气藏而开发出的一种新型完井设备,通过平衡地层流体到水平井筒的流入状况来提高水平井完井效果和开采效率,主要由筛管、截流控     

基于FLUENT的流量控制阀优化设计及试验

在水平井开发过程中,由于底水锥进、跟趾效应等原因会导致油井高含水,给油田稳产增产带来困难。利用FLUENT建立自适应流量控制阀的仿真计算模型,对其核心结构进行优化设计,并分析不同工况条件下的性能参数。经试验验证,所设计的自适应流量控制阀的油水流入控制比从常规的4.4倍提高到8.5倍,还可以随着流体黏度的变化,自动调节过流阻力,达到控水增油的设计目的。     

油井控水阀流体参数敏感性分析

流入控制装置的应用在一定程度上缓解了水平井开发过程中由于底水锥进、储层非均质性和天然裂缝等因素导致的油井高含水问题。该技术在渤海油田水平井应用19井次,其中有明显控水效果的仅占57.9%,个别应用未达到控水预期。为了提高控水阀的应用成功率,建立海上常用控水阀的流动模型,采用FLUENT流体力学软件,分析了常见的控水阀的各项流体参数敏感性。分析得出,喷嘴型控水阀适用于低液量的稠油油藏; 螺旋型控水阀适用于高液量的低黏油藏; 长管型控水阀适用于高液量的稠油油藏; 自适应型控水阀对含水率变化最为敏感,适用于不同出水阶段的油井控水,应用于井下后可保证油井长期稳产。     

ICD/ICV井下流量控制技术

油井过早出现水气突破已成为制约水平井高效开发的技术难题。ICD/ICV井下流量控制技术为解决此难题提供了一种新的途径,该技术是智能井系统的核心内容之一。ICD/ICV技术是基于摩擦、节流机理在油层与井筒之间产生附加压降,以此平衡油藏中的入流剖面,起到延缓水突破、控水增油的目的,具有广阔的应用前景。介绍了ICD/ICV的类型、特点以及优化方法和现场应用案例。     

板翅式热交换器中一种新型正弦波纹流道的数值模拟

采用数值模拟方法对板翅式热交换器周期性正弦流道中层流流体的传热性能进行研究,得出了翅片流道截面结构尺寸、振幅和波长对正弦流道传热综合性能的影响。结果表明,传热综合性能随截面宽度增大而降低,随着波长的增大而增大。截面高度对传热综合性能的影响呈现出不规律性,当截面高度5mm时综合性能最佳。振幅对综合性能的影响随雷诺数不同而不同,Re=50时随振幅增大综合性能不断降低;Re≥100时,在相同Re下,随着振幅增大,综合性能也提高。模型截面宽度2.5mm、截面高度5mm、振幅2mm、正弦波长30mm时具有最佳的综合性能。     

多轮次调剖数值模拟研究

多轮次调剖是一项重要的稳油控水措施,提出了三维三相多轮次调剖数学模型,研制了多轮次调剖模拟器。综合考虑了模拟器中堵剂驱油过程中的物理特性,为高含水期油藏进行多轮次调剖油藏工程方案研究提供了有力的工具。结合具体油藏模型,进行了调剖时机、堵剂用量及封堵位置对调剖效果的影响研究。结果表明,在油田进入高含水期,要不断地进行调剖,及时进行各轮次调剖堵水措施间的接替,使油田含水得到控制,产量稳定增长。     

双侧向测井数值模拟用于测井质量控制的研究

本文利用双侧向测井数值分析程序研究了测井质量控制中经常遇到的一些问题，如有差平衡、双轨现象等。通过数值分析探讨了双轨现象产生的原因，并定量分析了有关平衡状态残存电位差对视电阻率响应的影响。     

新型防脱防偏磨装置设计

抽油杆偏磨断脱是制约油田高效采油的关键因素。为节约采油成本,提高采油效率,提出一种新型防脱防偏磨装置。该装置兼具防偏磨、防脱扣、防砂卡和减阻的功能。通过杆柱受力分析、装置整体有限元分析与拉压试验和疲劳试验相结合,确定了中和点位置以及结构的安全可靠性,对扶正套外流场进行数值模拟分析,分析结果表明:流经扶正套的压力损失约为2.2 kPa;新型防脱防偏磨装置节流效应不大,压力损失小,能耗低,进一步验证了其过流能力。通过防偏磨试验和防脱扣试验确定了新型抽油杆防脱防偏磨装置工作性能的可靠性。新型防脱防偏磨装置能降低抽油杆柱的断脱率,可为相关设计和应用提供借鉴与参考。     

数值模拟技术在射孔枪设计中的应用

基于拉格朗日和欧拉方法的理论为射孔器设计提供了理论基础,其后处理的强大图形功能能够再现射孔的过程,为设计者提供设计依据。仅以射孔器设计中的几个案例说明数值模拟技术的应用状况。     

温控阀控温性能验证实验及数值模拟研究

通过实验研究了新型温控阀的控温性能,并采用N-S方程和标准k-ε湍流模型对其内流场进行了数值计算。结果表明,温控阀的线性度较好且静态偏差小。当冷热水入口比例、冷水温度、水流速度都不变时,随着热水入口温度的升高,阀内的压强稍有减小的趋势,而且混合水出口的温度也明显升高,说明进口水温的变化对阀的压力有影响,由于水温主要由热水温度来决定,所以热水进口温度是影响温控阀控温的一个关键因素。