自激振荡射流的实验研究及振荡腔内流动数学模型的探讨

从钻井泵经过钻柱内部输送到钻头喷嘴的流体是一种瞬态流动，存在着压力行波，使从普通喷嘴射出的流体有一定程度的脉动。当这种流体经过自激振荡射流喷嘴轴对称空腔后，初始振荡的频率与腔内扰动波的频率相接近时，整个流体的振荡被迭加、放大，最后在腔室出口处产生被调制了的振荡射流。文章按波动理论原理，建立自激振荡射流腔室内流体压力和速度的数学模型，并采用接近钻头实际喷嘴直径和增大喷嘴盒尺寸，进行扩大振荡腔室的射流实验研究。

串联型自振脉冲射流喷嘴的实验研究

进行了串联型自振脉冲射流喷吐射流冲击压力特性的实验研究。振荡腔室的固有频率是腔室几何结构参数的函数。优选两腔是几何参数，使腔空之间的固有频率相互藕合，激励出流体共振。虽然串联喷嘴阻力损失的增加，使射流平均能量有所降低，但射流的瞬时能量得到了调制，激励出更大的流体振荡。实验表明，提高了射流冲击压力的破碎岩石效率。

肉桂精油-海藻酸钠可食性抗菌膜的研制

以海藻酸钠为成膜材料,并添加不同质量浓度的肉桂精油来制备可食性抗菌膜。根据膜的力学性能和抑菌性能,确定了可食性膜中添加海藻酸钠、甘油和肉桂精油的最佳质量分数,以及可食性抗菌膜的最佳干燥温度和干燥时间。实验结果表明:在海藻酸钠的质量浓度为20mg/mL,甘油的添加质量分数为1.0%,肉桂精油的添加质量分数为2.0%,干燥温度为50℃和干燥时间为4.5h的条件下,所制备的膜具有最佳的力学性能和抑菌性能。

环空泥浆流场的超声波测试及应用

本文介绍了超声波流速仪测试非牛顿流（如泥浆，水泥浆）流场的方法和特点，对牛顿流和非牛顿流在管内的速度分布剖面作了对比，用该仪器对石油钻井工程环空套管旋流器产生的螺旋衰减流场进行了测试分析。

油井多相垂直管流压降计算法的研究进展

探讨多相垂直管流压力降预测方法的应用发展概况。

偏心环空层流螺旋流动的近似解析解

本文分析计算了石油钻井工程偏心环空中内管转动的螺旋流动。将偏心环空的三维流动简化为环空薄层内的二维流动，从黎曼空间曲面张量表达的动量方程出发，求得了偏心环空层流螺旋流动速度的近似解析解。用此方程的同心环空表达式与精确解比较，精度较高。

幂律流体偏心环空间隙雷诺数及层流区域计算方法研究

以平板流模型为基础,提出了幂律流体偏心环空间隙雷诺数及层流区域计算方法。计算实例表明:可用偏心环空间隙雷诺数分析并表征偏心环空横截面上紊流和层流同时存在的现象;可用幂律流体偏心环空层流区域方程确定环空局部层流和紊流区域范围;在偏心度较大情况下,偏心环空幂律流体不易发生完全紊流;偏心环空综合雷诺数大于临界值2 100时,幂律流体也可能出现紊流和层流两种流态。

偏心环空层流螺旋流速度的近似解析解

本文分析计算了石油钻井工程偏心环空中内管转动的螺旋流动。将偏心环空的三维流动简化为环空薄层内的二维流动，从黎曼空间曲面张量表达的动量方程出发，求得了偏心环空层流螺旋流动速度的近似解析解，用此方程的同心环空表达式与精确解比较，精度较高。

石油钻井环空螺旋流注水泥的速度衰减研究与应用

用贝塞尔函数解形式模拟了经过套管旋流器的泥浆和水泥浆的螺旋衰减速度场，并进行了以泥浆为介质的全尺寸环空螺旋衰减速度场超声波测试，分析了套管旋流器之后的速度场衰减机理．

套管旋流扶正器的流速模拟研究和应用

采用贝塞尔函数解形式模拟了经过套管旋流扶正器的泥浆和水泥浆的旋流衰减速度场,并进行了以泥浆为介质的全尺寸环空旋流衰减速度场超声波测试,分析了套管旋流扶正器后的速度场衰减机理,数值模拟结果与实际测试曲线趋于一致。在此基础上进行了旋流注水泥工程设计计算和应用。

牛顿流体条件下偏心环空间隙雷诺数及层流区域方程研究

以平板流模型为基础,提出了偏心环空间隙雷诺数及其计算方法,并用偏心环空分区的概念,研究了偏心环空牛顿流体的层流区域方程。研究结果表明:偏心环空间隙雷诺数和偏心环空综合雷诺数存在不一致性,可用偏心环空间隙雷诺数来研究偏心环空的局部紊流和层流;可用偏心环空牛顿流体层流区域方程确定环空局部层流和紊流区域范围。

深水双梯度钻井技术研究进展

深水双梯度钻井技术主要包括海底泵举升钻井液、无隔水管钻井、双密度钻井等,可以很好地解决深海钻井中的技术难题。目前已发展了多个双梯度钻井系统:Conoco公司和Hydril公司的海底钻井液举升钻井系统,Baker公司和Transocean公司的DeepVision钻井系统,Shell的SSPS海底泵系统,AGR Subsea公司的RMR无隔水管钻井液回收系统,MTI公司的空心微球双梯度系统以及路易斯安那大学的隔水管气举、稀释系统。与常规钻井比较,双梯度钻井优势明显,它能以更低廉的成本、更短的建井时间、更安全的作业、更高的产量实现深水油气勘探开发,因此,双梯度钻井技术在中国深水油气开发中具有显著的优势和巨大的潜力。

大位移井摩阻扭矩力学模型

大位移井具有长水平位移、大井斜角以及长裸眼段的特点。大位移井钻井过程中摩阻扭矩的预测和控制是成功地钻成大位移井的关键因素之一。文章根据大位移井钻井的特点 ,忽略钻柱刚度的影响 ,考虑到实钻轨迹中井斜、方位的变化 ,采用空间斜平面假设 ,建立了适合大位移井的摩阻扭矩三维软杆计算模型 ,并编制了计算程序。建立的模型可用于计算大位移井各种工况下的摩阻和扭矩。实例计算表明 ,文中提出的力学模型其理论计算结果与实测结果吻合程度较好 ,大钩载荷误差在 15 %以内 ,扭矩载荷误差基本上保持在 2 0 %以内。

AMT汽车模糊三参数换挡规律研究

为了使AMT汽车自动变速器换挡能够反映路况与车况变化,更好地满足汽车换挡平顺性要求,提出了AMT汽车模糊三参数换挡控制。论文首先给出了模糊三参数换挡控制原理,接着设计了模糊三参数换挡控制器,最后给出了长安羚羊AMT轿车模糊三参数换挡仿真,并与模糊两参数换挡进行了比较。结果表明,采用模糊三参数换挡比采用模糊两参数换挡更加符合驾驶员的换挡经验和习惯,比传统计算法求解换挡规律更简便,易于实现,鲁棒性更强。

采用双梯度钻井优化深水井井身结构

针对深水钻井中因地层压力和破裂压力间隙过小引起的井身结构设计问题，提出采用双梯度钻井技术。介绍了双梯度钻井技术的基本原理，给出了海底泥线下井眼钻井液当量密度公式。根据传统井身结构设计方法和双梯度的井眼钻井液当量密度的变化规律，推导出套管下入深度的计算公式。结合深水钻井的特点，考虑钻井施工的特殊要求，开发了深水双梯度，钻井井身结构设计及优化程序。实例分析表明，与常规钻井方法相比，双梯度钻井井眼钻井液压力很好地匹配了地层压力和破裂压力之间的间隙。将去除使用2～3层套管鞋深度点，减少井眼和井口尺寸以及降低套管费用。双梯度钻井为深水钻井井身结构设计提供了一种新的优化方法，具有显著的经济效益和工业实用价值。

增稠剂和交联剂对海藻酸钠膜性能的影响

海藻酸钠是一种天然多糖类化合物,具有较好的成膜性能。研究海藻酸钠浓度、不同浓度和种类的增塑剂及交联剂对海藻酸钠膜性能的影响。结果表明:随着海藻酸钠浓度的增大,膜的抗拉强度和断裂伸长率逐渐上升,但水蒸气透过率和透光率有所下降。增稠剂添加增加膜的拉伸强度和断裂伸长率,同时使膜的水蒸气透过率和透光率降低,但单甘脂的效果比琼脂好。经交联剂作用后的海藻酸钠膜的抗拉强度和耐水性增强,其中以4%的氯化钙交联效果较好。

可控偏心器旋转导向钻井工具研制与现场试验

研制的可控偏心器旋转导向钻井工具主要由驱动轴,导向机构、定位总成、测控单元、轴承支撑系统等部分组成。该工具通过偏心执行机构——导向机构来实现井眼轨迹的控制。导向机构由3个互成120°角的翼肋及液缸组成,3个翼肋的伸出量在钻具的相应位置形成1个偏心位移矢量,使可控偏心器偏离井眼中心线,形成1个等效弯接头,通过调整3个翼肋的偏心位移矢量,可形成不同的工具面角和弯接头弯角。现场试验证明,该工具的工作原理可行,满足旋转导向钻井井眼轨迹的控制要求。

深水钻井平台钻机大钩载荷计算方法

在浅水平台钻机大钩载荷计算方法基础上,针对下隔水管与防喷器、下套管以及起下钻等作业工况,基于弹性杆振动理论,给出了合理确定深水钻井平台钻机大钩载荷的计算方法。以某深水钻井平台设计工况为例,确定了3 000m水深、10 000m井深条件下所需的大钩载荷,讨论了平台升沉运动幅值、运动周期以及钻井泥浆密度对钻机大钩载荷的影响,所获得的结论可供深水钻井平台设计和深水钻井作业参考。

深水钻井隔水管浮力块配置方法研究

给出了合理配置隔水管浮力块的基本原则和主要流程;以深水钻井隔水管硬悬挂模式为例,对隔水管的轴向运动性能进行了分析,确定了悬挂状态下隔水管的动态张力,在此基础上给出了确定合理浮力系数的方法,并通过实例进行了计算与分析。本文提出的浮力块配置方法及相关研究结论可供工程应用参考。

深水海底泥浆举升钻井技术及其应用前景

为了解决深水钻井中遇到的问题,由Conoco公司领导的工业联合项目组研发了海底泥浆举升钻井(以下简称SMD)技术。采用该技术进行深水钻井时,隔水管内充满海水,泥浆用小直径管线从海底返回,在返回环空中形成两个压力梯度,实现双梯度控压钻井。文中着重介绍了SMD的理论依据、系统工作原理、系统关键设备以及SMD井控程序的HAZOP分析等。从技术适用性、经济性、装备以及可能存在的风险等方面对该技术在南中国海钻井中使用的可行性进行研究,并展望其应用前景。