复杂结构井数值模拟分段耦合模型

针对复杂结构井的油藏渗流特征和井筒流动特点,分别建立油藏质量守恒方程、井筒质量守恒方程和井筒动量方程,采用井筒分段的方法对复杂结构井进行分段、编号,并与油藏网格相匹配,结合数值模拟矩阵'镶边'处理方法实现复杂结构井油藏和井筒的耦合,利用全隐式方法进行求解。以鱼骨状分支井为例进行计算分析。结果表明,复杂结构井分段耦合模型能够充分体现油藏渗流和井筒变质量流的相互影响,改进后的数值模拟软件可以满足复杂结构井生产动态模拟的需求。

多簧片结构的磁保持继电器多物理场刚柔耦合仿真模型建立和实验分析

多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和赫维赛德函数,解决簧片受力分散及触点由于碰撞、弹跳引起的作用力不连续问题;将簧片等效为悬臂梁,基于欧拉-伯努利梁理论建立触簧系统三簧片分段耦合动力学模型。利用Ansys Maxwell引入基于误差的自适应网格划分方法求解电磁机构静态特性;考虑触簧系统簧片运动变形效应,通过ADAMS基于模态理论,构建刚柔耦合动力学仿真模型。基于分段动力学思想,搭建电-磁-机械运动多物理场刚柔耦合仿真模型。利用高速摄像机、电流探头等设计磁保持继电器实验方案,搭建实验平台,测试并分析磁保持继电器触点吸合运动时间、触点压力、弹跳时间、线圈电流,并分析人工装配簧片引起触点压力不同使继电器动作过程存在的不一致性问题,验证该文所提多簧片结构的磁保持继电器特性分段耦合分析方法和多物理场刚柔耦合仿真模型的有效性。

鱼骨状分支水平井井形设计优化

针对鱼骨状分支水平井井形设计问题,应用分段耦合模型优化确定了不同参数的设计原则,并应用正交实验方法评价了各参数的敏感性。结果表明:影响鱼骨状分支水平井产能的参数主要为分支展布参数(分支点位置、同异侧和对称性)和分支形态参数(分支长度、数目、角度和间距),其中分支形态参数对产能影响的强弱顺序依次为:分支长度、分支数目、分支角度、分支间距。鱼骨状分支水平井形态设计原则是:异侧、非对称,分支点位置靠近主井筒两端,分支数不少于2支,分支角度不小于30°,实际应用时可结合工程技术能力综合确定。方法应用于胜利油田3口鱼骨状水平井产能计算,预测误差小于3%;设计的东海平湖油气田八角亭油藏BO2井,初期产能达350 m3/d。