油滴与高温固体壁面碰撞的流动与传热及飞溅特性

考虑油滴(油膜)/固体壁面接触角动态变化和油液热力学特征参数受温度影响,基于流体体积法建立了油滴与高温固体壁面碰撞的三维流动与传热数值计算模型,通过试验验证了数值计算模型的正确性。基于数值计算模型,分析了油滴碰撞高温固体壁面后的流动与传热及飞溅特性,以试验和数值计算结果为基础,建立了描述油膜铺展/飞溅临界判据。结果表明:油滴碰撞高温固体壁面后的状态与碰撞条件有关,破碎、飞溅有利于油膜的铺展流动;二次油滴是油膜边缘破碎产生的油带断裂而成,大直径二次油滴分裂为小直径油滴;随油膜铺展进程,壁面平均热流密度增大,而油膜的径向热流密度则逐渐减小;增大碰撞速度、油滴直径和润滑油温度,有利于油膜的破碎与飞溅,二次油滴数量和下飞溅角均随之增大。

高含水原油在不同管材中的低温集输特性研究

目前,我国大部分油田已进入高含水期,采出液的流动特性发生变化,使降低集输温度成为可能。然而,关于管道材质对低温集输特性影响的研究相对较少。因此,利用现场实验装置对钢管与玻璃钢管中高含水原油低温集输特性进行了研究。结果表明,管线降低掺水量之后,井口回压上升,实验管道末点的油温缓慢下降;不同掺水量下井口回压上升过程不同,高掺水量下更容易实现低温集输;当掺水量相同时,玻璃钢管的黏壁温度低于钢管的黏壁温度,玻璃钢管低温集输的最低掺水量低于相同情况下钢管的掺水量。对黏壁温度实验数据进行拟合,得到了不同管材的黏壁温度计算模型,计算结果准确度较高,对高含水期油田实际生产中低温集输的可行性判断及其安全运行管理具有指导意义。

黄土高原苹果树生育期树干液流特征及其影响因子研究

为探究黄土高原半干旱区苹果树生育期液流特征及其与影响因子之间的关系,于2018年果树生育期利用热扩散式液流探针(TDP)对‘秦冠’苹果树(Malus pumila M.cv Qinguan)液流进行了连续观测,同步测定了果园土壤水分、苹果树叶面积指数、大气温度、大气湿度、太阳辐射和风速等指标,并计算空气水汽压差。结果表明:苹果树在萌芽开花期、幼果期、果实膨大期及果实成熟期的平均液流速率分别为0.85、1.34、1.53、0.82 mm·d^(-1),果实膨大期液流速率较高。液流速率具有明显的昼夜波动性,不同生育时期夜间液流量约占总液流量的11.54%~19.22%。茎流计测定的苹果树生育期总液流量为264.14 mm,其中夜间累计液流量为35.60 mm。全生育期内苹果树的液流速率与太阳净辐射、大气温度、水汽压差和叶面积指数均呈极显著正相关关系,与风速和大气湿度呈负相关关系。萌芽开花期、幼果期及果实成熟期,水汽压差是影响果树液流速率的关键因子;而在果实膨大期,太阳净辐射是影响果树液流速率的关键因子。果树液流速率与0~20 cm土层土壤含水量相关性不显著,与20~160 cm土层土壤含水量显著正相关。

VLCC靠系泊青岛海业油码头的风险和对策

青岛海业油码头水域是不均匀流场。为提高VLCC靠泊和系泊该码头的安全性,使其靠泊和系泊过程所受外力皆在可控范围之内,减少不必要的航行、靠泊和系泊风险,有必要对船舶航行、靠拢和系泊过程中船舶所受的水流力进行量化。根据流体力学的原理,得出船舶在海业油码头水域不均匀流场的不同位置、不同时段所受的水流力,以及由此导致的船舶运动变化,进而推导出船舶在相应的拖轮、系缆配置下最佳的靠泊窗口期。运算量化结果表明,大潮汛期间,船舶入泊的窗口期为高潮前1小时和高潮后40分钟之间;系缆和系泊期间,6条拖轮中的5条应置于船首外档,全力顶推,防范船首受内开流的作用离开码头。

考虑油膜力的弹性转子系统碰摩故障研究

以现代非线性动力学和转子动力学理论为基础 ,分析了带有碰摩故障的弹性转子系统的动力学行为·针对短轴承油膜力的强非线性特点 ,用Runge Kutta法在较宽范围内研究了定子刚度和激励频率等参数对该碰摩转子系统动态特性的影响 ,发现参数变化时系统存在周期、拟周期和混沌运动等丰富的非线性现象 :该碰摩转子系统在一阶临界转速附近系统响应为混沌运动 ,转速较高时系统响应表现为拟周期运动 ,定子刚度很大时系统响应处于工频状态·该研究结果为转子 轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供理论参考·

分阶段流动单元模型的建立及剩余油预测——以别古庄油田京11断块为例

针对别古庄油田京11断块已经进入高含水期、产量递减较快、储集层非均质性严重的开发现状,以取心井岩心分析资料为基础,优选了与储集层岩性、物性及渗流特征相关的宏观、微观参数,应用聚类分析和判别分析相结合的方法,将储集层划分为4类流动单元。在此基础上,根据各开发时期油田的含水特征,分3个开发阶段(开发初期、中期、后期),选用截断高斯模拟方法,建立了不同含水期流动单元的三维模型,研究了注水开发过程中流动单元的变化,并结合开发后期剩余油饱和度的计算对剩余油分布进行了预测。研究表明:在不同开发阶段,剩余油分布与储集层流动单元类型关系密切,在开发后期,工区3、4类流动单元储集层是剩余油分布的相对富集区域。

长输管道冷热油交替输送热力影响因素分析

针对冷热油交替输送管道的设计与运行,通过冷热油交替输送软件计算,考察了输送距离、年输送批次、相对输量、管道输量和出站温度等热力影响因素对原油流动安全的影响,总结了长输管道冷热油交替输送的典型热力特征,深化了对冷热油交替输送规律的认识。

高含水期水平管油气水三相流动数值模拟

由于油气水三相间存在着不稳定的混合界面,在不同的条件下可产生多种流型。采用VOF多相流模型对水平管道中油气水三相流动进行数值模拟,得出在不同含气体积分数、含油体积分数、黏度及流速条件下油气水三相在水平管道中流动的相分布图。分析可知,在高含水期,随着含气体积分数的增加,流型由气泡流发展成分层流;随着混合物流速的增长,流型由分层流发展成段塞流。含气体积分数和混合物流速对流型有较大的影响。含油体积分数和原油黏度对流型的影响不明显。计算结果与相关理论比较吻合,对实际工程具有一定的指导意义。

喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究

航空齿轮和航空发动机主轴轴承都采用喷油润滑的方式进行润滑,喷射油滴与机械零件表面碰撞后形成的沉积油膜的流动特性影响着机械零件的润滑状态和功能。由于有关喷射油滴与固体表面碰撞形成沉积油膜及其流动铺展特性研究较为鲜见,已有的相关研究集中于液滴/固体壁面正碰撞条件下的非油类液膜流动分析,故而对机械零件相关润滑分析计算支持极为有限。采用VOF方法建立了喷射油滴/固体壁面斜碰撞及其沉积油膜流动铺展数值分析模型,通过试验研究对数值分析模型进行了修正,进而基于此数值分析模型分析了航空传动零件润滑等效条件下喷射油滴/固体壁面斜碰撞沉积油膜流动铺展特性,通过与国外相关试验结果的对比验证了所提出的数值分析模型的正确性和实用性。所开展的喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究,为航空机械零部件润滑计算提供了技术方法和基础数据,对于实现航空机械零部件精确润滑设计有明显的工程意义。

对内啮合齿轮泵浮动侧板中缓冲槽作用的分析

研究了缓冲槽在内啮合齿轮泵浮动侧板中的工作原理及其结构设计。通过对浮动侧板缓冲槽的分析设计和软件仿真,优化了侧板的结构,使侧板既可以减少来自流动油液的周期冲击力以保持浮动侧板的稳定工作,又能够对低压油液进行预升压,因此也提高了内啮合齿轮泵的性能。

海流冲击对深海采矿装备液压管道流固耦合振动的影响

为研究海流冲击对深海采矿装备液压管道流固耦合振动的影响,利用伯努利—梁模型,对内流作用下的柔性管道进行受力分析,建立管道流体流固耦合振动方程。根据有无外部周期性冲击作用力两种情况对液压系统管道进行了仿真。仿真结果表明:(1)外部周期性冲击力加剧了管道内部的油压波动。(2)外部周期性冲击力增大液压管道振动的最大位移。

油气田建设项目施工期环境监理探析

针对油气田建设项目的具体情况,对油气田建设项目施工期主要环境影响,包括钻井作业、输气站及输气管道建设工程中的主要环境影响进行了分析,从施工期的污染防治措施监理、生态保护措施监理、环境保护设施监理几个方面对施工期环境监理的主要内容进行了探讨。

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。

缝洞型油藏分类开发

缝洞型碳酸盐岩油藏以岩溶、构造运动形成的溶洞、溶蚀孔洞和裂缝系统为主。溶洞呈离散状分布,是主要的储集空间,裂缝是主要的流动通道,具有埋藏深、非均质性强、开发难度大等特点。以塔河7区为例,提出"无因次自喷累计产油"的概念,定量分析井点处的地层能量,将油井出水特征划分为5类。结合物理模拟、单井的生产特征,明确5种出水类型油井钻遇的储集空间类型,分别为能量充足的溶洞型、能量欠充足的裂缝型、能量较充足的裂缝-溶洞型、能量不充足的孤立定容体型和复杂型。根据单井钻遇的储集空间类型,对油井进行聚类分析,细化已有的缝洞单元。对细化后的缝洞单元采取不同的开发对策,指导油藏分类开发。

穿越河流管道悬跨安全长度判定

采用大开挖直埋方式穿越河流的输油气管道易产生与河床面不发生直接接触的悬空段。为确定管道悬跨安全长度判定条件,对悬跨管道产生损毁的原因进行阐述,并分别从振动、疲劳和屈服破坏等方面对悬跨管道的损毁机理进行分析,借助分析工具对悬跨管道进行绕流、振动、静力和疲劳分析。根据分析成果,提出了穿越河流管道悬跨安全长度的判定条件:悬跨段不发生振动破坏、不发生疲劳破坏且不发生屈服破坏。最后,辅以实例进行计算,以供管道建设及防护参考。

油田高含水期基于微观渗流机理的宏观岩心水驱油数值模拟研究

建立地层孔隙网络模型描述微观孔喉特征,利用逾渗方法计算基于微观渗流机理的相对渗透率曲线,并将之应用到数值模拟计算中,给出考虑微观渗流特征的方程,并进行数值求解,得到地层中流体分布特征。实例分析表明该方法可以得到基于微观特征的剩余油分布数量和形式,为调剖堵水、化学驱提供技术参数,实现微观渗流机理与宏观计算的结合。

华能海门电厂2号1036MW机组振动故障诊断及处理

针对华能海门电厂2号1 036MW机组试运行过程先后发生油膜涡动、动静碰摩、汽流激振及发电机转子轴振超标等问题,介绍了诊断过程和处理措施。中压转子突发低频振动为油膜涡动所致,动静碰摩造成转子热弯曲也是引起中压转子振幅增大的原因,而高压转子突发振动由汽流激振引起,发电机转子振动为转子轴颈与密封瓦浮动油档的碰摩及浮动油档卡涩所致。所采用的诊断方法和故障处理措施对同型机组的振动故障处理具有参考意义。

高压天然气水合物生长动力学及浆体黏度特性

为探究油气混输管道中天然气水合物的生成及流动特性,得到实际混输管道天然气水合物浆液的安全运行规律。运用高压天然气水合物实验环路,进行了油水乳液体系天然气水合物浆液流动实验。通过控制变量法研究了不同初始压力、初始质量流量与加剂量对天然气水合物生成诱导时间、管内浆液表观黏度、密度以及水合物体积分数等的影响,结果表明:初始压力越高,水合物生成诱导时间越短,由初始压力5.3 MPa下的1.47 h缩短至6 MPa下的0.71 h,缩短了约51.7%,水合物在生成过程中反应越剧烈,不利于运输的安全;初始质量流量越大,水合物生成诱导时间越长,由初始流量895.3 kg/h下的0.76 h增加到1414.6 kg/h下的0.90 h,增加了约18.4%,表观黏度波动幅度越小,运输过程越平稳安全;增大阻聚剂的加剂量对水合物诱导时间影响较小,但水合物大量生成阶段现象越平稳,水合物生成后管内水合物体积分数越小,浆液输送性越好;在流动过程中若流速下降,压降反而增加,则说明水合物体积分数的聚并很明显且管内浆液表观黏度很大,管道堵塞风险较大。

一种提高早期页岩油气单井产量预测合理性的方法

为了提高应用改进Arps递减模型在页岩油气开发早期单井产量预测中的合理性,本文在实际工作积累的基础上,提出流动阶段的识别可以通过可采量约束与改进Arps递减模型结合使用的预测方法,定性了解产量预测的合理性。该方法不同于前期作者提出的概率统计方法,而是较好地解决了由于改进Arps递减模型的局限性给页岩油气井早期产量预测带来的问题,增加了页岩油气井早期产量预测结果与实际的吻合程度,并在北美Wolfcamp、Barnett和Haynesville页岩油气区典型生产井的实际预测工作中取得了较好的应用效果,对页岩油气井早期产量预测具有一定的实用意义。

基于SWMM的低影响开发径流量模拟及工程应用研究

低影响开发是建设海绵城市的重要举措,其中不同重现期下的径流量是评价低影响开发措施优劣的重要参数。结合实际工程案例,采用SWWM软件,建立了该场地的暴雨洪水管理模型,分析了在不同重现期(一年、十年和一百年)下,施加低影响措施前后及采用不同低影响措施布置方案下的场地径流系数和径流量变化,并对其雨洪控制效果进行了评价。分析表明,低影响开发措施能有效调控场地的径流量,并且在优化的组合方案下的控制效果更为明显。