水平及微倾斜管内油气水三相流流型特性

以4号机械油、自来水和空气为实验介质,对水平及微倾斜有机玻璃管内油气水三相流的流型及其转变特性进行了实验研究。采用观察法和流型识别仪相结合的方法,按照油、水两相的关系以及气液界面总体特征,将管内油气水三相流的流型进行了划分,并给出了相应的流型结构及流型图。以实验数据为基础提出了考虑流动参数变化影响的反相点预测关联式。按照现有的关于气液两相流的流型转变准则以及考虑流动条件的油水乳状液的变化规律,对管内油气水三相流各流型之间的相互转变进行了预测和分析,结果表明,气相的作用使油水分布发生了很大变化,不同流动条件下的油水混合物的物性变化也很大。     

电导式阵列传感器的优化

多相流作为广泛存在于工业生产中的一种复杂流体流动现象,其相关参数的检测一直是国内外研究的重点,电导式传感器利用多相流中离散相阻抗的变化来对流体的相关信息进行提取,得到混合流体的流动参数。文章介绍了电导式多级阵列传感器的测量原理,使用有限元仿真软件并结合研究人员之前的研究成果,对传感器的结构进行了优化。     

深水水基恒流变钻井液流变特性研究

水基恒流变钻井液是一种适用于深水钻井作业的新型工作流体,目前关于该体系的报道较少。通过对一定温度压力下钻井液性能的检测以及流变模型分析,研究了水基恒流变钻井液的流变行为,并初步探索了恒流变机理。结果表明,在0.1～35.4 MPa范围内,当温度从4℃升高到65℃,黏度计读数φ₆/φ₃、动切力、塑性黏度等流变参数的变化幅度较小,分别在10～13、9～12、13～18 Pa及15～22 mPa·s范围内,且φ₆与φ₃读数随温度呈“U”型分布;在温度压力组合条件下,拟合经验流变方程的相关性排序为:宾汉塑性≈幂律＜卡森≈赫-巴≈罗-斯模型,其中双参数卡森模型的相关系数较高,且表达式简洁,适于描述水基钻井液的恒流变特性;以卡森模型为初始方程,引入T/P因子建立了高预测精度的动力学流变方程f（T,P,γ）,相对误差平均值为7.19%±4.07%,偏差极大值集中在100（ r/min）/65℃;分析了关键处理剂的分子形貌、结构及其与黏土片层的缔合作用,提出了基于分子形态的定性构效假设,揭示水基钻井液的流变稳定性本质。      

预提升气对循环流态化气力输送的影响

在循环流化床冷态模拟实验装置上,对预提升气在气力输送过程中的作用进行了研究,详细分析了气力输送中的压力平衡,考察了底部气体返混及操作流型对颗粒循环速率的影响,同时描绘了提升管预提升段内微观气固流动结构。实验结果表明,提升管底部通入预提升气可避免颗粒在床层底部的积累,增大颗粒向前输送的推动力,从而提高系统循环量。其中,喷嘴进料气体积流量的增加将加剧气体返混,底部气体内循环和局部涡流导致气流夹带增多,颗粒循环速率逐渐提高,一定程度上可削弱预提升气对循环量的影响;随预提升气体积流量的增加,底部气固流动结构由密相流态化为主向气力输送为主转变,瞬时颗粒浓度信号波动减弱,颗粒浓度显著降低。概率密度分析结果表明,预提升气体积流量的增大致使预提升段内气固两相分布相对更均匀,有利于气固相的混合及接触。     

页岩气水平井气水两相流流型数值模拟

由于井下高温高压的环境,目前尚无法直接对页岩气水平井内流体流动进行物理实验,水平井内多相流流型特点亟待研究。首先,基于某页岩气水平井生产测井数据,建立内径0.124 m,长16 m,倾角分别为±2°、±1°、0°的5组井下管道模型,采用Fluent软件内置的VOF多相流模型对井下高温高压高气量下气水两相流进行仿真模拟。获得不同倾角、不同流量配比的气水两相流流型。其次,利用模拟流型结果分析井倾角、含水率对流型的影响;与经典的Mandhane流型图做对比,分析流型分布的差异。结论如下:井下气相流量为1 000 m3·d-1时,(1)±2°内的井倾角对流型影响不大,不会使流型发生显著变化。(2)液相流量超过250 m~3·d~(-1)时流型由分层流转变为波浪流,液相流量超过1 000 m~3·d~(-1)时流型开始向气泡流转变。(3)与Mandhane流型图相比,模拟实验中分层流与气泡流的分界面提高。最后,采取数值模拟方法弥补了物理实验的不足,仿真模拟结论可为生产测井解释模型的建立提供一定的参考。     

垂直矩形窄缝通道内气液两相流型的研究

本文研究了矩形窄缝通道内气液两相流的流型.用目测和摄影方法得到气液两相向上并流的流型.用x-y函数记录仪测得各种流型下的压差频谱图.作出了以1/X_(tt)～G_t和j_(?)～Re为坐标的流型图.作者还用Lockbart-Martinelli方法计算了矩形通道内气液两相流的压降,并与实测值进行了比较.     

泡沫排液采气井筒多相流机理模型

基于基本物理原理建立了适用于多种流型的泡排井多相流机理模型。首先,基于Mitchell和Taitel的实验成果,将泡排井流型分为泡状流、段塞流、均质泡沫流和雾状流,建立了流型转换机理模型;随后,建立了各流型的压降计算方法,其中泡状流、段塞流采用漂移模型描述,将均质泡沫流视为幂律流体处理,而雾状流简化为无滑脱模型处理。和川南、鄂尔多斯39口包含多种流型的泡排井测压数据对比,模型的相对误差仅为–0.55%。敏感性分析表明,低气液比泡排井可能呈现泡状流或段塞流,适度注气可实现流型向泡沫流的转变,提高举升效率。     

水平井偏心环空两相流模型

多相流技术为大部分工程设计难题提供了可行的解决方案。在钻井工程中,多相流理论主要用于解决井控、充气钻井和其平衡钻井过程中的井底压力计算。多年来,识别流型和准确计算摩擦损耗一个难题,甚至对环空几何形状考虑也很少。为了解决这一问题,本文建立了一个新的力学模型。模型能准确的判断偏心环空流型和计算摩擦损失。分析得出,流型边界对流型识别和摩擦力损耗计算有很大的影响。     

水平井井筒气液两相流流动特性分析

相较于直井钻井,水平井钻井以其独特的优势在现场得到了广泛的应用,但在深水钻井的复杂工况下,井筒水平段常常呈现不规则分布,水平段上翘,水平段弯曲存在气体口袋等情况给深水钻井带来了极大的挑战。因此水平井井筒内气液两相流动规律及水平井气侵井控成为行业内一个重要难题。本文基于水平井井筒多相流流动理论,对水平井井筒内可能出现的各种流型进行了详细的分析,建立了水平井井筒气液两相流井筒内压力模拟模型,分析了水平井条件下井筒气液两相流流动特性。研究结果可以为作业现场水平井气侵井控提供相应的理论依据。     

聚丙烯多区循环反应器下降段流动特性及开车过程静电分析

通过采集工业聚丙烯多区循环反应器的运行数据,对下降段的流型和热量平衡进行计算,发现下降段内颗粒呈现密相向下移动的流型,下降段温度随颗粒循环量和液体丙烯加入量的增大而降低,越靠近下降段底部,温度降幅越大.通过进一步分析开车过程中下降段中部静电势和上部静电势的变化趋势,发现在下降段料位建立之前,静电剧烈波动,细粉夹带量较大...