大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响

水嘴作为配水器的核心组件,目前已被广泛应用于注水油田。然而,水嘴在实际应用中会遭遇卡阻,导致阀芯无法正常调节,影响注水的效果。并且在测试过程中,很难观察到阀芯卡阻的细节,并重现这种现象。为了揭示水嘴卡阻机理,对不同开度下大配合间隙、阀芯偏心及倾斜对水嘴性能的影响进行了研究。首先,利用了仿真计算方法,建立了水嘴流体域有限元模型,构建了水嘴理论流量特性计算模型,通过实验获得了流量特性,验证了有限元模型的准确性;然后,分析了不同配合间隙下水嘴的流量特性及阀芯表面压力特征,获得了水嘴关闭时的泄漏量、阀芯受到的轴向力和径向力以及表面流动特征;最后,利用了遗传算法,优化了配合间隙。研究结果表明:大配合间隙使流量调节率曲线明显偏离标准曲线,流量调节率明显降低;水嘴在零开度时的径向力与轴向力最大;当配合间隙为0.05 mm时,泄漏量比间隙为0.25 mm时减少了84.56%;配合间隙对泄漏量的影响最为显著,其次为径向力和轴向力;优化配合间隙能够降低泄漏量和径向力,增大偏心与倾斜角能够降低卡阻风险,提高水嘴运行的可靠性。

GB 18145-2014陶瓷片密封水嘴标准实施效果评价研究

笔者选择强制性国家标准GB 18145-2014陶瓷片密封水嘴开展标准实施效果评价研究,建立了包含实施效益、实施情况和技术指标等10类29项评价指标的评价体系,辨析了标准实施过程中存在的问题,并提出了标准修订的相关建议,为下一步标准的修订提供技术依据。

电感耦合等离子体质谱法测定陶瓷片密封水嘴中铅析出量

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定不同样品中铅元素析出量,研究陶瓷片密封水嘴中铅元素析出量影响因子。实验通过定制样品控制变量,按GB 18145-2014对样品进行浸泡并收集浸泡液,计算铅析出量统计值(Q)。结果显示原材料中铅含量、内腔体积、电镀工艺3个因素是影响陶瓷片密封水嘴铅析出量的关键因素。

初中生物学实验室实验桌和水嘴设计的建议

生物学实验室实验桌、水槽、水嘴等装备在数量、大小、分布等方面都有相应的教育行业标准规范。尝试对生物学实验室实验桌抽屉、桌樘、桌面制作材料、桌体颜色、插座电源开关和水嘴等部分提出设计改进建议,期待设计出更加贴合初中生物学实验教学实际需求的教育装备。

配水器扇形水嘴及其通信模块设计与仿真

分层注水是一种有效提高原油采收率并维持油田长期稳产的注水技术。在油田开采过程中,地层压力随开采程度的增加而降低,为保持油田的长期稳产,可向油田进行分层注水,测控一体化井下配水器是实现分层注水的关键组成部分,但其中测调精度不稳定。为此,在水嘴结构方面创新设计了一种适用于产生压力和流量脉冲波的扇形水嘴。由此产生的流量波和压力波信号具有形状规则、波形精度高的优点,从而提高了信号传输的成功率和有效性。为实现对井下压力和流量信号的实时监测,该配水器集成了压力波监测模块、内外压监测模块以及流量计模块,为不同油层的注水量智能调节提供了可靠的数据支持。对所设计的配水嘴和地面控制器进行内部流体仿真,相同条件下,45°和90°配水嘴转角时流场的最大压差为3 320 Pa,结果表明配水嘴开度越大,流场压差越小,符合节流压降规律,相同条件下,0°、45°和90°地面控制器转角时流场的最大压差为48 690 Pa,井口阀开度不同其内部流场状态有变化,井口阀开度越大,流场压差越小,经过实验验证,该设计可以相对于其他装置有效提高注水精度,可被应用于大型油田。

分层注水井配水嘴嘴损曲线规律实验研究

分层注水是解决油田开发中的层间矛盾,实现有效注水,保持地层能量,维持油田长期稳产高产,提高水驱动用储量和采收率的重要手段。通过现场井底注水过程的模拟实验研究,得出了不同内径配水嘴压差和流量之间的关系曲线,并拟合出水嘴管径、压差和流量三个量的嘴损曲线关系方程。在油田分层注水开发中应用嘴损曲线法可以快捷、方便地进行水嘴调配。

陶瓷片密封水嘴重金属释出规律及除铅工艺影响

目的目前国内缺乏陶瓷片密封水嘴的重金属析放规律的系统研究,同时水嘴生产企业也缺乏相关知识,因此有必要对此进行研究,为水嘴产业的绿色可持续发展提供科学依据。方法本研究通过实验室模拟方法,采用电感耦合等离子体质谱仪对水嘴重金属污染物析出量进行分析试验,系统地研究了陶瓷片密封水嘴中重金属污染物的析出规律。结果通过测试分析表面水嘴材料的材质也决定重金属污染物析出种类,浸泡时间和水质无机盐浓度与重金属析出量成正比。铅黄铜水嘴通过除铅工艺,有效降低铅、铬重金属析出量;铅析出量降低81%~86%,铬析出量降低52%~56%。结论企业可根据自身情况选择合适的材质及工艺生产水嘴。消费者应根据使用情况避免接触到过量重金属。

同心分层注入水嘴尺寸确定方法

塔里木油田分层注水、注气井存在超深、高温、高压的特点,注入流体物性沿井深变化大,为了满足计算精度,必须充分考虑流体物性的变化。常见的注水水嘴计算方法无法达到精度要求,而注气水嘴的计算方法也未见报道。为此提出了满足塔里木油田分注要求的分层配注水嘴尺寸计算方法,由管柱中的流动得到嘴前压力、注入指数曲线得到注入压力,利用嘴前压力和注入压力,通过嘴流方程得到水嘴尺寸。在计算中需要考虑注水和注气在管流和嘴流方面的差别,充分考虑流体物性随温度和压力的变化,沿井深划分小段进行计算。此外,气体嘴流计算中的容积绝热指数需要通过热力学理论计算得到。在塔里木油田的工程实例中,该方法计算出的尺寸与实际尺寸接近,取得了较好的应用效果。

新型小流量水嘴的设计与数值模拟

针对单层配注量小、层间压差较大的低渗透油藏分层注水,采用常规水嘴过流面积小、不易实现分层配注问题,提出了以现有堵塞器水嘴外形尺寸、承压能力等参数为依据,设计一种新型小流量水嘴。该水嘴通过绕流增加流道长度以增加沿程损失,改变水嘴内流体的流动方向和扩大流道截面积来增加水嘴的局部压力损失,实现在相同的节流效果前提下,既满足小水量注水的要求,又大幅度地扩大了水嘴通流面积。利用FLUENT软件对新型小流量配水嘴和常规配水嘴的嘴损特性进行了数值模拟,通过数值模拟结果表明:新型小流量水嘴大幅度地增加了过流面积,从而实现层间压差较大时的分层注水,可进一步推广应用。

基于TRIZ创新理论的新型高压损防堵水嘴

为了在有限空间内探索具有大通流面积、高压损特性的注水嘴,使其在注水过程中保证配水精度的同时具有良好的防堵能力,应用TRIZ创新理论对具有高压损、防堵特性的分层注水水嘴进行了深入分析和优化设计。通过功能及冲突矩阵分析,利用结构嵌套法对水嘴结构进行优化,并设计出具有嵌套形式的新型绕流对冲水嘴。通过数值模拟方法对新型水嘴的压损特性进行分析,结果显示,新型水嘴可在保证截面面积较大(不小于传统?4.0 mm直孔的通流面积)的情况下提供优于传统?2.0 mm直孔水嘴的压损特性,从而可在保证配水准确性的同时提升防堵能力,提高水嘴的免维护周期。

水嘴的铅析出量分析及风险评估

本文对水嘴的铅质量分数和铅析出量进行了分析,并对水嘴浸泡液铅暴露量进行了风险评估。采用固定式金属分析光谱仪对水嘴中铜件的铅质量分数进行了检测,39批次抽检的水嘴中铅质量分数在1.19-6.24%之间。采用HJ/T411-2007标准中规定的方法对水嘴的铅析出量进行分析,28批次抽检的铸造铜件水嘴中有13批次铅析出量不合格,不合格率占46.43%,并且不合格水嘴的铅质量分数基本在3.00%以上;11批次抽检的加工铜件水嘴的铅析出量全部合格。从分析结果看,铸造铜件水嘴中铅质量分数和水嘴内腔容量对水嘴的铅析出量影响较大。采用粗略的点评估方法对水嘴浸泡液铅的摄入暴露量进行风险评估表明,人群每日饮用水嘴浸泡液铅摄入暴露量处于安全范围。

振动水嘴流场的大涡模拟

基于井下采油需要，于注水驱油装置内适当位置设计了亥姆霍兹振动水嘴进行脉动注水，以增强注水效果。本文从数值模拟角度出发，采用大涡模拟（ＬａｒｇｅＥｄｄｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ＿ＬＥＳ）方法数值预测了振动水嘴流场，得到了流场速度和压力分布，结果表明不同尺寸亥氏水嘴，自激振动效果差异很大，对固定的来流条件，存在着最佳的尺寸组合。通过水嘴出口平均压力实验测量与文中数值模拟的对比，表明数值预测方法正确、计算格式稳定、结果合理及有关程序应用方便，可与实验研究互相配合，促进自振水嘴机理和实用研究。

非均质油藏分层配注水嘴优选方法研究

研究了非均质油藏注水井分层配注水嘴与各小层分注量、分注压力及各小层物性的关系,对各小层调配前、后注水量变化规律与调配水嘴选配问题进行分析,建立了适合非均质油藏分层配注水嘴优选的方法。将配水嘴优选软件在39口井上推广使用,测试层段配注符合率91.3%,比原来提高了10.5%,平均测调周期81.1 d,比原来延长了23.8 d。对胡状油田分注水井的32个层段配水嘴进行优化计算,并与实际测试情况进行对比分析。分析结果表明,实际注水量是稳定后的平均日注水量,最大误差10%,最小误差2%,平均误差3.31%。

金属型铸造黄铜水嘴体工艺的研究

详细探讨了金属型铸造CE30型黄铜水嘴体的铸造工艺 ,着重试验了浇注系统和浇注位置对铸件质量的影响。试验结果表明 ,采用底注、封闭 开放式浇注系统可以有效地减少铸件中夹杂的数量 ,从而显著地提高水嘴的质量和合格率 ;试验结果还表明 ,在特定的条件下 ,铸件的重要面在浇注时不必要求其位于铸型底部。

井下分层流量-压力测试与水嘴调配

为了绘制能真实体现地层吸水规律的分层指示曲线 ,从而达到利用分层流量和相关的参数进行水嘴调配的目的 ,建立了测试调配理论模型。利用分层压力 流量测试器和数据处理软件在江苏油田A2等井进行了现场试验 ,结果表明 ,水嘴调配一次其单层配注符合率达到90 9% ,基本满足了配注要求 ,调配成功率与现有测试方式相比有较大提高。同时提高了分注井的有效利用率 ,降低了测试成本 ,减轻了劳动强度 ,提高了测试效率 。

水嘴浸泡液中重金属析出量的测定及标准限值

建立了水嘴浸泡液中的重金属Pb,Cd,Cr和As析出量的测定方法,包括样品预处理及测量结果的标准化计算方法。列出了全国9家企业43件水嘴样品抽检结果。简要讨论了GB/T 17219–1998、HJ/T 411–2007、美国NSF/ANSI 61–2007等国内外相关标准中重金属析出量标准限值和检测方案的区别。

恒流定量水嘴特性分析

新型DL205/20型恒流定量水嘴从2004年研制成功以来,先后在华北、塔里木油田、青海、大港、胜利、吉林、大庆与河南等油田应用3000余只。不论注水井地面水量控制或井下分层注水,注水量的定量精度不大于±10%,使用寿命最短为9个月,最长高达3年,平均在15个月以上。

注水井智能无级调节配水器水嘴结构优选及评价

渤海油田注水井分注层数多、配注量大,现有智能分注工艺配水器水嘴普遍存在节流压差大、调节效率低的问题,不满足油藏精细高效注水要求.为此,通过建立水嘴流量计算模型,优选出了流量与开度线性关系好、节流压差小的水嘴结构,并将优选出的水嘴加工成样机进行试验效果评价.模型优选结果表明,相较三角形、菱形、椭圆形水嘴,长方形水嘴的嘴损压差相对最小,且流量与开度呈线性增加关系,调控性能最佳.水嘴性能试验结果表明,长方形水嘴测试数据与理论计算数据一致性极高,验证了理论模型优选的正确性.研究成果对注水井配水器水嘴选型具有很好的借鉴意义,推荐采用长方形水嘴.

油田注水开发中水嘴节流与地层渗流耦合研究

配水器的选取会对油田注水效果产生明显影响。为精确地描述注水井注入过程中井底压力和流量的动态响应,本文在传统的内边界井处理模型的基础上建立了考虑水嘴压力损失影响的井处理模型。耦合求解井底压力、流量及地层流动,得到了注入过程中考虑水嘴压力损失影响的井底压力和流量响应情况。以此来分析不同水嘴、渗透率对井底压力、注入量随时间变化的影响。计算结果表明,在数值模拟中如不考虑配水器影响,会对油田的注水过程的认识产生明显偏差。得到如下结论:在相同的地层条件下,初始注入量相同时,小水嘴比大水嘴更有助于注入量的稳定;嘴径相同的情况下,地层渗透率是影响注入量变化的主要因素。

低渗透油藏小水量防堵塞水嘴设计与试验

针对低渗透多层油藏分层注水时水嘴易堵塞问题,研制了小水量防堵塞水嘴。利用FLU-ENT软件对水嘴的节流原理进行了数值模拟分析,并对水嘴的节流效果进行试验研究。数值模拟分析和试验结果表明,小水量防堵塞水嘴通过绕流增加流道长度以增加沿程损失,改变水嘴内流体的流动方向和扩大流道截面积来增加水嘴的局部压力损失,在不降低水嘴节流效果的前提下,既满足小水量注水的要求,又大幅度扩大了水嘴通流面积,有效防止了水嘴堵塞。