沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响

为研究沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响规律,基于DPM模型对油气混输泵内部的沙粒运动进行数值计算,并采用Finnie磨蚀模型计算油气混输泵过流部件的磨蚀率.研究结果表明:在沙粒质量分数较小时,沙粒与流体介质混合均匀;随着沙粒质量分数的增大,增压单元内的沙粒局部质量浓度显著增大,沙粒集中在叶轮压力面及导叶流道中部;沙粒质量分数增大会使磨损区域和磨损率急剧增大;在叶轮域中,磨损首先发生在压力面出口处,吸力面则在进口外缘发生点状和条状磨损;在导叶域中,压力面的磨损主要发生在外缘处,吸力面的磨损主要发生在进口轮毂处;从定量分析看,叶轮叶片表面的磨蚀率普遍大于导叶叶片表面的磨蚀率,磨损最严重的位置为叶轮叶片进口靠近轮毂处.研究结果可为改善油气混输泵抗磨损性能以及提高油气混输泵实际运行寿命提供一定参考依据.

煤层气L型水平井电潜螺杆泵井清防砂工艺技术创新及应用

套管完井压裂投产的煤层气L型水平井出砂严重,倒置式电潜螺杆泵举升工艺受压裂砂影响故障频繁,影响了连续稳定排采,因此确定了倒置式电潜螺杆泵排采过程中由于压裂砂导致的故障点,并针对性创新应用了井筒内、导流罩及泵内清砂工艺技术,同时优化防砂管柱设计,确保了连续稳定排采。

塔河油田T1-5H井泵送桥塞分段加砂压裂工艺

针对塔河油田泵送桥塞分段加砂压裂施工中存在泵送桥塞工具串易遇阻遇卡,缺乏相配的井下工具,含硫化氢、井控风险较高等问题,以T1-5H井为例,提出了井下工具泵送模拟技术,提高工具串在复合套管中的通过性;形成了人工井底地质深度回归结合连续油管探底的高精度校深方法,保证首段射孔位置精确;采用大通径全封堵桥塞,解决高压气井组下生产管柱的难题。应用表明,T1-5H井泵送桥塞分段加砂压裂完井工艺4段5簇,注入地层总液量3210.7 m^(3),累计产能提高2401.6 t,有效提高了储层动用程度。该工艺为西北工区砂泥岩薄互储层改造提供经验借鉴,为实现超深石炭系储层大规模开发奠定了技术基础。

不同沙粒质量分数对离心泵内空化流动发展的影响

为系统研究不同沙粒质量分数对离心泵内空化流动演化发展的影响,针对沙粒质量分数分别为1%、3%、5%与7%下的空化流动,采用SST k-ω湍流模型与Schnerr-Sauer空化模型,通过Fluent有限元软件,开展数值仿真,获取影响规律并揭示相应的机理。研究结果表明,随着沙粒质量分数从1%增加至7%,叶轮内空泡的分布范围持续变大,对应的空泡体积分数变高,临界空化余量与空化充分发展阶段的空化余量均不断变大。沙粒质量分数的增加显著促进离心泵内空化流动的发展。随着沙粒质量分数的增加,空化核子的数目不断增多,压力逐渐变小,湍动能持续增强,流线紊乱程度变强,在其综合影响下,沙粒显著促进空化流动在离心泵内的发展。且随着沙粒质量分数的增加,空化柔度值小于0的范围增加,空化柔度的振幅变化更加剧烈,稳定性整体减弱。

海床砂土源热泵毛细管前端换热器换热性能研究

海床砂土源热泵是典型的清洁能源供能系统之一。为探究其毛细管前端换热器的换热性能,利用Matlab软件构建了换热器各个毛细管的数值传热模型,并基于该模型分析了管席不同位置处毛细管出口温度变化情况以及毛细管间距、埋深、管长对换热器换热性能的影响。模拟结果表明:当换热达到稳定时,管席顶部管和底部管的换热效果均优于中间各管的换热效果,并且毛细管间距、埋深和管长的增加有利于毛细管换热器换热性能的提升,毛细管间距从20 mm增大到60 mm时,冬夏季毛细管换热量分别增加了51.9%和17.8%,埋深从0.5 m增大到2.5 m时,冬夏季毛细管换热量分别增加了74.3%和53.9%,管长从0.5 m增大到3.0 m时,冬夏季换热量则均扩大了3.9倍。研究可为海床砂土源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

海上高导流分层防砂分层控聚技术

针对胜利海上化学驱区块Φ177.8 mm电泵井见聚后容易出现砂堵、聚堵,检泵周期缩短,影响化学驱开发效果的难题,研发了一种高导流分层防砂分层采油技术。该技术包含大通径低吸附分层防砂疏聚、小直径大推力管内分层控聚及电泵快速破聚三级控制,可实现长效采油。防砂采用低吸附技术可减少聚合物吸附量48.3%;管内小直径分采技术设计加强装置可实现泵下悬挂分采管柱,液控多级配产器可实现多开度大推力控制;管柱最大外径80 mm,比常规管柱缩小10%。电泵机组优化导叶轮结构及材质并增加剪切装置破碎老化聚合物,剪切率≥30%,提高聚驱导液能力。目前该技术已在胜利海上成功应用37口井,分采层数2~3层,平均单井日增油21.3 t,最大见聚质量浓度650 mg/L,仍能正常生产。满足了化学驱电泵井“低吸附、防堵、控聚”的生产需求,实现了海上电泵井的长效举升,具有广阔的推广应用前景。

富水砂层深基坑施工诱发邻近建筑物变形研究

依托南通市环西文化广场站项目,在围护结构施工阶段、基坑降水阶段、基坑开挖阶段采取一系列措施,减少深基坑施工对周边重要建(构)筑物的影响,项目影响电视塔的工程全部施工完成后,电视塔倾斜和沉降均在规范允许范围内。

基于射流式采砂船的海砂开采施工工艺

随着内陆河砂资源的逐渐枯竭和限采,供砂远不能满足市场建筑用砂的需求,供需矛盾越来越严重,海砂资源作为河砂的替代品逐渐成为趋势。海砂开采施工是海砂资源开发利用的重要阶段和步骤,射流式采砂运用真空吸送技术,将海砂开采、输送至采砂船洗砂后再转运至卸砂区,具有水下开挖深度大、产量高的特点。文章基于射流式采砂船的施工工艺流程,对射流泵吸砂工作的水力学原理、洗砂分选、溢流管尾矿排放工艺等全过程进行了详细分析。研究成果为我国海砂资源开发利用提供了实际工程经验,也可为后续射流式采砂施工工艺形成相关规范提供借鉴。

机制砂与天然砂的性能对比及在泵送混凝土中的应用困境

文中首先介绍了机制砂的由来与发展趋势,以及泵送混凝土中砂的选取。随后,重点从定义、规格、等级和特点、配置要求、颗粒级配、原料和粒型、自身特点、配制出的混凝土的特点、检验标准,应用标准等各个方面研究和总结了机制砂。再从石粉含量、组成结构、细度模数、黏合性和抗压性等四个方面对比分析了机制砂和天然砂的区别。最后,针对超高层泵送混凝土中对砂的性能要求,给出了泵送混凝土砂的选用办法,最后针对机制砂中一些待研究的问题给出了相应的建议。

某海上低渗油藏油井电潜泵卡泵损坏机理分析

针对某海上低渗油藏油井电潜泵故障率高情况,深入研究发现低产电潜泵井生产波动较大,电潜泵叶轮磨损严重,以及部分高含水油井存在出砂和结垢,堵塞流体通道等因素,引起电泵卡泵过载停机,提出改进电潜泵结构、合理生产制度和防垢防砂举措等方法,有效降低了电潜泵井卡泵故障率。

织金煤层气井检泵情况及防砂防煤粉工艺研究

当煤层气井出现煤粉卡泵、管柱砂埋等异常后,需要进行检泵作业以恢复气井正常排采。织金区块多薄煤层出砂出煤粉现象严重,极大影响煤层气井的稳定排采,降低气井产能。基于织金煤层气14口检泵作业井,对检泵原因进行分析,归纳总结了地层出砂出煤粉导致凡尔球座堵死、抽油杆偏磨的影响机理。开展了煤层气井防砂防煤粉井下管柱结构优化设计,利用“筛网隔离+重力分异”原理,实现二次防砂工艺,缓解了管柱砂埋和煤粉卡泵的问题,大大延长了气井检泵周期,现场实践结果证明了该设计的有效性。

煤层气L型水平井潜油隔膜泵配套工艺技术研究

煤层气L型水平井占比的提高使得无杆举升工艺愈发受到重视,潜油隔膜泵液固两相适应性好、井下通过性好,具备在L型水平井中推广的潜力。沁南某气田在2019年引入后,针对在试验过程中出现的气锁故障,研制了三相气液分离装置+解气锁接头+沉砂装置的多重防砂除气工艺,搭配自循环回注水等配套工艺,经现场试验,成功解决了气锁问题,初步建立了潜油隔膜泵排水采气工艺体系,适合于在中低产水量的煤层气L型水平井推广应用。

砂泥岩地区软岩筑面板堆石坝设计

抽水蓄能电站设计遵循“以料定坝、土石平衡”的原则,需研究尽可能多地利用工程区开挖料筑坝。某抽水蓄能电站位于砂泥岩地区,工程开挖产生有较多的强风化岩体或强度较低的粉砂质泥岩夹层等软岩,笔者研究利用软岩作为筑坝材料的面板堆石坝设计,根据分区原则对坝体进行分区并对各分区筑坝材料进行试验研究,以及对大坝坝坡稳定和坝体应力变形进行三维有限元计算分析。结果表明,通过合理的坝体分区,在采用较多软岩作为筑坝材料的条件下大坝坝体排水、坝坡稳定和坝体变形等均满足规范要求。面板堆石坝采用软岩筑坝时,通过采用合理的坝体分区并控制相关设计指标,是可以确保工程安全的。

深厚砂层泵站施工对盾构隧道结构安全影响分析

基于石家庄复兴大街市政化改造工程,采用有限元数值模拟研究了位于砂层的深大泵站施工对侧方的地铁盾构隧道的变形和受力影响。结果表明:侧上方深基坑开挖对邻近的地铁盾构隧道的竖向变形影响表现为先沉降后隆起,在基坑开挖至坑底时隆起达到最大,水平变形影响表现为隧道向基坑开挖侧偏移,且在泵站开挖至基底时隧道的水平位移达到最大;受侧方基坑开挖卸载影响,隧道由均匀对称受力变化为承受一定程度的水平偏压,故隧道弯矩出现一定范围的增大,但变幅较小,在容许范围以内。提出了控制地铁盾构隧道变形的措施,保证了施工的顺利进行。

陈岗新站减压井防渗处理效果分析

为分析减压井作为永久井设置在泵站前池的减压效果,以陈岗新站为例,对泵站前池设置单列减压井、双列减压井、双列减压井与水泥土换填结合应用的地基进行渗流稳定模拟与对比分析。结果表明,双列减压井与水泥土换填结合应用的防渗效果显著,有利于站基渗流稳定和抗滑稳定,可为同类泵站设计提供参考。

C120超高泵送机制砂自密实混凝土研制

为满足机制砂混凝土的超高强与超高泵送性能需求,开展超高泵送超高强机制砂自密实混凝土制备技术研究,研制的C120机制砂自密实混凝土坍落度达270 mm、扩展度达730 mm、倒置坍落度筒时间为3.2 s,水化温升峰值温度小于80℃,28 d抗压强度高达127.3 MPa、电通量小于500 C,最大收缩低于4×10^(-8) m。研制的C120机制砂自密实混凝土在贵阳国际金融中心成功应用,一次性垂直泵送401 m,在泵送过程中未发生堵管等事故,钻取的芯样完整。另外,现场留样的混凝土和钻取的芯样28 d抗压强度均满足大于120 MPa的性能要求。

基于砂型3D打印泵体的铸造工艺研究

以泵体为研究对象,就数值模拟和砂型3D打印技术在砂型铸造中的应用进行了研究,利用Anycasting软件比较了泵体铸件侧注式、顶注式和底注式浇注方案,并确定侧注式浇注系统为最佳选择。采用3D打印技术对泵体砂型进行了制作,采用砂型铸造工艺制备出了合格铸件。结果表明,数值模拟结合砂型3D打印技术在铸造中的应用,可有效缩短零件开发周期,降低生产成本,大大提高了生产效率。

压裂支撑剂在水平井井筒射孔簇间分布实验

为研究支撑剂在射孔簇中的分布,分析支撑剂沿水平井筒沉降的原理,建立了室内实验模拟装置,通过改变支撑剂泵注排量、粒径、砂比等参数,分析上述因素对支撑剂在射孔簇中分布的影响。研究结果表明:在低泵注排量下,随着砂比的增大,20/40目石英砂主要分布由第2、3个射孔簇变为第1、2个射孔簇,40/70目石英砂主要集中在第1个射孔簇中;高泵注排量下,20/40目石英砂分布与低泵注排量类似,40/70目石英砂受高速流体影响,以远超临界沉积速度的形式运移,大量沉积在第3个射孔簇;相同砂比情况下,流体对小粒径石英砂的冲击作用较弱,支撑剂易沉积在近处,而对大粒径石英砂的冲击作用较强,更易沉积在远处;随着砂比的增大,支撑剂在第1个射孔簇中的质量占比逐渐增大,在第3个射孔簇中的质量占比显著减小。该研究可为水平井分段压裂射孔簇优化和提高改造效果提供有力支撑。

煤矿井下水力加砂压裂泵关键参数研究

为给煤矿井下加砂压裂泵组研发设计提供科学可依的关键技术参数,通过煤矿井下作业空间特点研究分析,提出分体模块、串式布置的井下加砂压裂泵组布局设计,给出了分体模块加砂压裂泵组的外形控制参数;通过煤矿井下的供水、供电条件系统分析,确定了煤矿井下加砂压裂泵组水电能力的上限;通过我国多省份矿区煤层破裂压力综合研究,基于注水压裂破岩原理和压裂泵做功原理进行分析,提出加砂压裂泵输出压力和排量的理论预设值,并通过压裂泵功率测算、管道携砂流动物理试验和裂缝铺砂数值模拟试验,对预设值进行了校验和模拟试验验证。最终给出加砂压裂泵分体模块外型控制尺寸,高不宜超过2.0 m、宽不宜超过1.4 m,供电电压宜选用1140 V或3300 V,泵组输出压力不应小于30 MPa,输出排量适宜区间为1~1.5 m^(3)/min等关键技术参数的适宜取值。

双沉砂结构深抽抽油泵研究

胜利油田的深抽井数量逐年增多,平均检泵周期较短,主要原因之一是抽油泵失效。为提高深抽抽油泵使用寿命,采用仿真计算方法分析阀副漏失,固相砂粒使阀球阀座密封不严,高速流体通过缝隙会导致空蚀现象,对比阀副失效实物形貌,认为空蚀是其损坏的重要原因。在阀副失效原因分析基础上,研制了减少砂粒沉降至阀副的双沉砂结构深抽抽油泵。为游动阀和固定阀都设置了沉砂环空腔。改进阀罩外置出泵筒结构,降低上游动阀罩应力。优化阀罩导向、减阻、抗磨结构,降低阀球与阀罩的碰撞接触应力和磨损。双沉砂结构深抽抽油泵已在123口深抽井应用,平均生产周期达到840 d,较改进前延长400 d以上。