采煤机高压引流喷射降尘技术研究

基于流体力学理论,分析引流喷射管的吸风原理并进行实验研究,建立引流喷射管吸风量与水压力的数学模型,指出在结构参数一定的条件下,引流喷射管吸风量与水压力近似为2次曲线关系.引流喷射管的吸风效率与喷嘴及引流喷射管的结构与尺寸密切相关.引流喷射管的吸风量与喷嘴的耗水量成线性关系,喷射扩散角与水压力存在非线性关系.引流喷射降尘器主要设计参数是控制区域和吸风量,在结构一定的情况下,调整水压力可使引流喷射降尘器工作在吸风效率最高的最佳状态.

喷射引流法天然气脱硫技术研究

天然气中的含硫酸性物质会引起管道腐蚀、环境污染、催化剂中毒等问题,对天然气进行脱硫不仅能避免上述问题,还可以增大天然气管道内的传输体积。研究了一种喷射引流器装置对天然气进行脱硫的技术,脱硫过程中选取碳酸钠溶液作为脱硫剂。介绍了喷射引流器的原理,对喷射引流器的结构设计进行过程推导和计算,然后通过实验验证了所设计喷射引流器的引射比,并计算了天然气的脱硫率。实验结果表明,喷射引流器结构设计合理,同时表明该技术可有效地对天然气进行脱硫处理。

低压天然气井高效开采喷射引流技术

针对国内外喷射技术的研究现状,采用理论研究、数值模拟及工业试验,建立了高效喷射装置结构设计方法。现场试验表明,喷射装置设计方法可靠,装置运行效率高,实现了利用10～13MPa高压气引射1.1～5.0MPa低压气,达到5.2MPa增压生产的目标,为低压气井增压开采探索了一种新途径。

可调式喷射引流装置在榆林气田的应用

随着气田的不断开发,气井压力、产量不断降低,实际运行参数偏离装置设计参数,影响装置运行效率。开展喷射引流技术优化研究,根据气田的特点及气井参数,研制并现场应用可调试喷射引流装置,评价装置运行效果。通过对喷射引流技术的优化研究,不断完善该项技术及其配套工艺,使其广泛用于气田生产。

天然气喷射引流技术在靖边气田的应用试验

针对国内外喷射技术的研究现状,采用理论研究、数值模拟及工业试验的方法,获得装置各结构参数对其引射过程的影响,提出高效的喷射技术原理结构,建立了喷射装置的设计方法;设计加工了天然气喷射装置,并在靖边气田X站成功开展了现场试验,现场试验表明:在一次气进气压力为10-15MPa、二次气进气压力为2.5-5.5MPa的参数范围内,所引射的二次气流量达到了0.8-2.2×10~4m^3/d,其引射率为14%-55%,实现了低压气井(间歇气井)连续稳定生产。通过天然气喷射引流技术研究,初步证实该技术能够延迟增压开采时间,降低生产成本,为低压气井的高效开采提供了一种新途径,具有良好的应用前景。

喉嘴距对喷射引流器性能影响试验研究

喷射引流器已应用于套管气的回收系统中,喉嘴距是影响喷射引流效率的关键因素之一。考虑油井工况,研制了喉嘴距可调的喷射引流器。模拟套管气回收工况进行室内试验,研究背压、负压、射前流量、射后流量及引射流量与喉嘴距长短的关系。结果表明:喉嘴距对喷射引流的性能产生重要影响。存在1个最合适的喉嘴距,使喷射引流器的效率达到最高。

利用气体喷射引流技术强化浸入式水口的预热效果

为了提高现有抽风式预热烘烤方式下浸入式水口的预热效果 ,利用气体喷射引流原理 ,在靠近烘烤箱的抽风机吸气管道上增设一压缩空气管 ,构成简单喷射器 ,通过压缩空气的喷射引流来增加抽风流量 ,强化升温效果。研究表明 ,采用压缩空气引流后 ,可使抽风式烘烤装置的抽风流量由原来的 0 .2m3·s- 1提高到 0 .36m3·s- 1,水口的预热升温曲线更趋合理。采用压缩空气引流强化抽风预热烘烤 90min时 ,水口颈部外壁的温度提高 1 4 .8% ,比现有结构提高约 1 0 0℃ 。

喷射引流技术在排除井筒积液中的应用

井筒积液是导致天然气井产量下降的一个重要因素。针对集气站内气井特点,经过理论研究、流程设计和现场试验,将喷射引流技术应用于长庆气田低压气井,探索了一条快速降低低压气井井口压力,提高瞬时气量,从而排除井筒积液的途径。试验表明,应用喷射引流技术,可以在较短的时间内缩小低压气井油压、套压差,成功排除积液。该技术通过集气站内的流程切换实现井筒积液的快速排除,操作简单。

喷射引流技术在丛式井组的应用

子洲-米脂气田有三组丛式井组,由于井组中各气井压力、产量、储层物性的差异,为避免气井生产中造成的井间干扰,目前井组的生产方式为:间歇、轮换制度,严重制约了井组气井产能发挥。随着气田的不断开发,井组将逐渐增多,本文首次提出在丛式井组井口应用喷射引流技术,使井组中多口气井能够同时、连续生产,以达到提高井组开发效率的目的,为气田丛式井组提供新的、有效的开采工艺,服务气田发展。

可调式天然气喷射引流器设计与试验研究

为了高效开采低压天然气、提高喷射引流器的引射率,设计了一种节流阀结构的可调式天然气喷射引流器。试验结果表明:低压气流量与高压气压力呈二次函数关系,即低压气流量随着高压气压力的升高而先增加后减少。采用1stOpt软件对试验数值进行拟合,得出上述规律的数学函数表达式,计算结果与试验数值拟合的相关系数>0.99。该试验结果为可调式喷射引流器的现场使用提供了理论依据。

高压引流喷射器设计

通过引流喷射管试验研究,指出试验条件下,引流喷射管的吸风效率与喷嘴及引流喷射管的结构与尺寸密切相关。引流喷射管的吸风量与喷嘴的耗水量成线性关系,喷射扩散角与水压力存在非线性关系。引流喷射器主要设计参数是吸风量,在结构参数一定的条件下,调整水压力可使引流喷射器工作在吸风效率最高的最佳状态。

大牛地气田喷射引流采气工艺研究与应用

为了解决集气站内高、低压气井混输效率低以及进站压力接近管网压力气井生产困难的问题,大牛地气田首次开展了高、低压气井喷射引流混输试验,成功将低压气井进站压力降至1MPa,低于管网压力1.9MPa,实现了气井低于管网压力的"负压"生产。与此同时,低压井流量增加,携液能力增强,排液效果得到有效改善。该工艺试验成功,为解决大牛地气田高、低压气井站内混输效率低以及压力近管网气井生产困难的问题提供了一种新思路。

喷射引流技术在低压气井上的数值模拟及现场试验

天然气喷射技术就是利用高压气井能量带动低压井生产，使低压气经吸入混合后压力升高，从而实现低压气井的正常外输。基于引射器的基本设计原则，设计引射器结构尺寸，利用计算流体力学方法对所设计的引射器内部引射、混合流场进行数值模拟及验证。现场试验表明，采用喷射引流技术后低压井平均日增产气量0．27×10^4m^3，增产比例54％，装置运行平稳，实现了利用高压井能量带动低压井稳定生产，为低压气井增压开采提供了新途径。

喷射引流在海上油气田增产中的应用研究

为进一步提高设施利用率和油气田产量,通过高压气体经高速喷嘴后在吸入室形成高速低压区,从而将低压气吸引进来,在混合腔低压气与高压气充分混合,形成具有一定速度的混合气流,在扩压段内完成升压后外输或者进入后续处理流程的技术,即喷射引流,实现油气田增产。此技术可广泛适用于油气田地层压力衰减严重,又要提高采收率的情况。

喷射引流工艺在涪陵页岩气井组的应用

为了提高页岩气井开发生产中喷射引流工艺的工作效率,明确其合理工作范围,以四川盆地涪陵页岩气田某高低压井同台的井组为研究对象,基于页岩气井开发生产中喷射引流工艺的实际压力、流量范围开展喷射引流器结构优化设计及其工作参数影响因素分析研究,以期为现场喷射引流工具的优选和工艺实施的提供借鉴。研究结果表明:①采用索科洛夫引射器设计方法对喷射引流工具喷嘴、喷喉距、喉管等参数进行设计,在此基础上,利用Fluent流体模拟软件,建立了喷射引流工具气液两相流场模型,模拟分析引射流体压力、被引射流体压力和混合出口压力变化时引射器引射效率变化情况,并按照模拟情况进行优化,优化后喷射引流工艺在涪陵页岩气中开展应用;②优化的喷射引流工艺实施能有效降低井口压力,经试验井现场应用表明井口压力降低了25%,并且试验得到引射效率与理论模拟具有较好的一致性。

钻具熔切用铝热剂及其喷射机构研制

为实现管柱的快速解卡,采用铝热药剂燃烧产生的高能火焰经特殊的喷射机构引流后,对遇卡管柱实施快速环向熔融,是深井管柱遇卡故障高效快速处置的重要手段之一。文章结合大量地面金属板熔融穿透烧蚀测试,研发了适用于管柱熔融切割作业的专用铝热药剂,同时根据喷射火焰特征,研制了可对火焰实现径向引流作用的喷射机构,并开展了实验测试。实验结果表明:专用铝热药剂对金属板具有较强的烧蚀穿透能力,采用直径38 mm、高90 mm的铝热剂药柱在5 s内实现了厚度12 mm金属板的有效熔融穿透。喷射机构对轴向高速火焰经过流孔加速和引流面径向转向后,可完成对管柱的360°环向全覆盖,保证了管柱环向熔融切割的顺利实施。该研究为高温熔融井下钻具内切割工具的研制提供了重要技术支撑,为遇卡管柱高效快速切割技术的形成奠定了关键基础。

天然气喷射压力计算方法与应用分析

天然气喷射引流技术是利用高压气井的能量提高低压气井压力,实现低压气井正常稳定生产,延迟增压开采时间。目前在现场得到了一定应用,但存在喷射压力的理论与应用分析缺乏。为提高喷射引流技术的应用效果,优化设计喷射器参数,本文结合长庆气田某输气站气体喷射器的实际工作情况,以喷射器内部气体流动特征和气体动力学理论为基础,建立了混合压力及特性曲线的计算模型,并进一步分析了其影响因素。结果表明:混合压力随高、低压天然气压力的增加而增加;高、低压气的温度对混合压力的影响不明显;混合压力随喷射器结构参数混合腔喉部面积与一次气喷嘴喉部面积之比的增加而减小,结合可达到喷射系数计算曲线可确定出气体喷射器的最佳状态参数;结构参数一次气喷嘴出口面积与一次气喷嘴喉部面积之比对混合压力有较为复杂的影响,且该参数存在最优范围。分析结果对于喷射引流技术的应用推广具有指导意义。

立式自吸泵环形喷射孔比面积对其性能的影响

为了研究环形引流喷射对立式自吸泵性能的影响,以350WFB-1200-50型立式自吸泵为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和Zwart空化模型对不同环形喷射孔比面积下的立式自吸泵进行全流场数值计算.结果表明:环形引流喷射可明显提升叶轮进口压力,能有效改善泵的空化性能;引流流量会使叶轮进口处速度增大,导致泵的必需空化余量NPSHR增大,使泵的空化性能有所恶化;两者的共同作用下,泵的空化性能呈先变好后变差的趋势;随着环形喷射孔比面积k的增大,压水室出口处的泄漏量增大,导致泵的容积损失增大;泄漏流使压水室出口处产生较多旋涡,且射流对叶轮进口流线产生排挤,对主流造成较大影响,使泵的扬程和效率呈下降趋势;当环形喷射孔比面积k=0.25时,泵的汽蚀余量最小,相比于原模型,泵汽蚀余量减小了23%,扬程下降了2.1%,效率下降了2.5%.研究结果可为立式自吸泵优化设计提供一定参考.

喷射式套管气回收装置设计与试验研究

油井套管气是指在原油生产中,随着流体流动压力的降低,原油中的溶解气分离,进入到油套环形空间所形成的分离气。对套管气的解决方案通常是将套管气直接燃烧掉或者排放到大气中,这种处理方式既浪费能源,又污染环境,而且还存在安全隐患。利用喷射引流原理设计了一种套管气回收装置,通过Fluent模拟,确定了装置喷嘴出口与混合室喉部入口之间距离、混合室喉部直径、混合室喉部长度、喷嘴收缩段角度、喷嘴水平段长度、喷嘴直径等6个关键部位的最佳尺寸。模拟结果与试验数据吻合较好,在特定条件下能够实现油井套管气的回收。此外,对多级增压进行了模拟研究,并提出了今后的研究方向。

井下管柱熔融切割工具研制

现阶段井下管柱恶性遇卡处置效率低、处置时间长,甚至会诱发井眼附加伤害,成为制约井下作业效率及安全的主要因素。为此,研制出一种基于高温熔融的金属管柱快速切割解卡作业工具。将工具下放至目标深度后,利用锚定机构实现工具与被切割管柱的相对固定,采用电激发特制的高能铝热药柱;铝热药剂急速反应释放极量、超高温的等离子火焰;火焰由特殊设计的喷射机构引导喷射,沿径向高速喷出对管柱实施径向熔切。开展液态环境中ø127 mm加重钻杆熔切试验,验证工具井下作业的可行性。研究结果表明:锚定机构能顺利完成工具与被切割管柱的相对固定,药剂能被顺利激发,喷射机构能引导火焰高速喷射实施径向熔切。该工具可对不同厚度的管柱实施熔切作业,管柱熔切深度与装药量相关,10 kg装药量下,切割用时8 s,切割平均深度达21 mm。该工具及其技术可为井下遇卡管柱高效、安全解卡提供新的解决方案。