平面运动机构试验的数值模拟

获取水动力导数是预报船舶操纵性的关键,平面运动机构试验是主要的测量方法.该文通过商业软件FLUENT提供的动网格功能对DTMB5415模型的平面运动机构试验进行了数值模拟,忽略了自由面兴波,计算得到的侧向力及转首力矩的变化与实验结果吻合良好,为使用CFD预报船舶操纵性提供了相关经验.     

低含量KCl钻井液在苏里格气田的应用

苏里格气田石千峰组和石盒子组泥岩地层易发生严重井壁垮塌,井塌划眼、卡钻、填眼侧钻等复杂情况频繁发生。针对苏里格气田的地层岩性特点,开展了低含量KCl钻井液研究,通过保持聚磺钻井液中0.8%~1.0%的KCl含量,提高体系的抑制防塌性能。2口井的现场应用表明,该体系抑制性强,砂样清晰,无垮塌现象,起下钻通井无阻卡;封堵造壁和流变性能良好,滤饼光滑致密,性能稳定,钻井液无排放,较好地满足了井下施工需要,为安全高效开发苏里格气田积累了经验。     

基于Level-set方法的三维数值水池造波研究

该文以速度边界输入式造波为基础,提出了采用Level-set捕捉自由液面的创新方法,通过自主开发建立了三维数值波浪水池,同时利用有限差分法对URANS方程进行离散;为了避免来自有限边界处反射波的干扰,在靠近水池出口处采取网格衰减以及在动量方程中添加阻尼项进行消波处理,并讨论了两种方法的优劣性。将模拟得到的规则波与目标波进行对比,数值结果表明,阻尼消波吸收波能的效果更为显著。所建立的三维数值黏性水池能够迅速并持续产生稳定可靠的波浪,可为模拟预报不同海况下船舶的运动响应提供较为真实的波浪环境。     

新型FM超级凝胶复合堵漏技术

为提高复杂漏失地层的堵漏成功率,研究了抗温达140℃的新型FM超级凝胶的堵漏性能和堵漏机理。FM超级凝胶以吸水膨胀性聚合物为主体,复合刚性骨架材料,利用其吸水变形特性和自膨胀物理堵塞作用,提供较高的膨胀堵塞强度。使用0.3~2.0 mm的石英砂、4.3~7.8 mm的钢珠及1.0~5.0 mm的缝隙板模拟高渗透、大孔道和裂缝性漏失地层,测得总漏失量分别为86~113、204~381和22~64 mL,均堵住,承压达7.0 MPa。与刚性颗粒、弹性颗粒材料、纤维材料、可变形充填材料复配使用后,在钢珠床及缝隙板的总漏失量分别降为63~95和15~43 mL,承压提高到9.0 MPa,进一步提高了FM超级凝胶的承压能力和适应性。该技术在南堡13-1170和大吉4-9向4井堵漏中进行了应用,堵漏均一次成功,满足了后续施工的要求。表明FM超级凝胶能够适应不同孔隙、裂缝性漏失地层的堵漏。     

新型FM超级凝胶复合堵漏技术

为提高复杂漏失地层的堵漏成功率,研究了抗温达140℃的新型FM超级凝胶的堵漏性能和堵漏机理。FM超级凝胶以吸水膨胀性聚合物为主体,复合刚性骨架材料,利用其吸水变形特性和自膨胀物理堵塞作用,提供较高的膨胀堵塞强度。使用0.3~2.0 mm的石英砂、4.3~7.8 mm的钢珠及1.0~5.0 mm的缝隙板模拟高渗透、大孔道和裂缝性漏失地层,测得总漏失量分别为86~113、204~381和22~64 m L,均堵住,承压达7.0 MPa。与刚性颗粒、弹性颗粒材料、纤维材料、可变形充填材料复配使用后,在钢珠床及缝隙板的总漏失量分别降为63~95和15~43 m L,承压提高到9.0 MPa,进一步提高了FM超级凝胶的承压能力和适应性。该技术在南堡13-1170和大吉4-9向4井堵漏中进行了应用,堵漏均一次成功,满足了后续施工的要求。表明FM超级凝胶能够适应不同孔隙、裂缝性漏失地层的堵漏。     

舰船敷设抗冲瓦后的阻力计算与试验研究

为了研究舰船敷设抗冲瓦后的阻力性能,采用RNG湍流模型和有限体积法求解RANS方程对船模三维粘性绕流进行了数值模拟,兴波阻力计算则采用基于格林定理的时域边界元法.开展了敷设抗冲瓦前后的阻力性能拖曳水池对比试验.理论计算与试验结果表明:舰船敷设抗冲瓦后阻力在低速时基本保持不变,中高速时会由于兴波阻力的增加使得舰船的阻力有所增加,但不超过1%.计算与试验结果的比较验证了数值方法的有效性.     

束探1H(P)井钻井液技术

束探1H(P)井是中石油股份公司的一口重点风险探井,目的层为沙三段.该区域沙河街组深灰色泥岩、油页岩、膏泥岩水敏性垮塌严重,泥灰岩裂隙发育,承压能力低,油气活跃,施工过程中易发生井漏、划眼等复杂情况,该区域施工的14口井发生划眼的有11口,7口井共9次发生卡钻事故,多口井发生了严重漏失和井涌.该井采用了优化的KCl聚磺封堵防塌钻井液,通过引入聚胺抑制剂、成膜固壁剂、特制乳化沥青和乳化渣油,提高了体系抑制能力、封堵防塌能力和润滑性能,解决了沙河街组地层严重垮塌难题和深部地层润滑防卡问题;采取的随钻堵漏和承压堵漏技术大幅度提高了地层承压能力,解决了井漏与井涌的矛盾.该井施工安全顺利,钻井周期仅为74 d,比束探1H井的钻井周期缩短40 d,为该区域深探井施工提供了技术经验.     

南堡13-1706大位移井钻井技术

冀东油田南堡滩海油田受端岛面积限制,需要部署水平位移大于3 000 m的大位移井开发。针对大位移井钻井施工中存在摩阻扭矩大、轨迹控制难、循环泵压高、井眼清洁难度大、长裸眼井壁失稳、深部井段定向托压等技术难题,开展了人工端岛大位移井钻完井技术研究。通过对井眼轨道优化设计、装备升级改造,提升大位移井井眼延伸极限,利用Landmark软件对摩阻扭矩、钻井参数进行分析,研究了KCl抗高温钻井液复配新型固壁剂和封堵剂强化钻井液封堵能力及套管安全下入技术。采用井眼轨迹控制、降摩减扭、优化钻井液、套管安全下入等常规技术的优化和集成应用,成功实施了大位移井南堡13-1706井。该井完钻井深6 387 m,最大井斜83°,水平位移4 941 m,为水平位移大于4 500 m的大位移井钻井实践积累了经验,为加快南堡滩海中深层油藏的勘探开发提供了技术支持。     

新型可延迟膨胀类堵漏剂的合成与性能评价

现有的凝胶堵漏剂吸水膨胀速度过快,导致堵漏剂难以进入漏层;部分进入漏层的堵漏剂,因提前膨胀致使填塞层强度低,堵漏效果差。采用丙烯酸（AA）、丙烯酸甲酯（MA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸衍生物（AMPSA）、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为原料合成可延迟膨胀堵漏剂BZYD-1,对其进行表征,评价了其可延迟性能及承压堵漏能力。结果表明:所合成的可延迟膨胀堵漏剂BZYD-1热稳定性好,抗温达150℃;室温时,清水浸泡几乎不发生吸水膨胀,碱性条件下浸泡4 h膨胀率不大于50%;80℃时,碱性条件下吸水膨胀率达到17.8倍,具有显著的延迟膨胀效果,承压能力为4 MPa。该延迟膨胀堵漏剂具有较好的应用前景。      

水下爆炸气泡对内加筋圆柱壳结构毁伤机理分析

以内加筋圆柱壳为研究对象,对近距离非接触爆炸作用下气泡的脉动载荷以及气泡溃破高速射流对内加筋圆柱壳结构的毁伤机理进行计算分析,并且探讨结构参数、药包位置等相关物理量对结构变形特征与毁伤模式的影响。研究结果表明,水下爆炸气泡膨胀产生的膨胀脉动冲击造成结构的整体变形,另一方面气泡溃破所造成的高速射流(速度 > 100 m/s)则会对局部区域造成严重破坏,弹塑性边界以及自由液面效应会对气泡的形状产生显著的影响。