铅直气液两相环空流动压差计算方法的评价

本文以空气-水铅直环空流动的实验资料,检验和评价了丹斯-若斯等八种压差计算方法。结果表明,在这些方法中,贝格斯-布里尔方法最佳,其次是流动型态法,再次是丹斯-若斯方法。以上结果可供设计工作者参考。

倾斜偏心环空中宾汉流体层流流动

本文应用流体力学中的运动微分方程,建立了宾汉流体在倾斜偏心环空中的层流流动模型。通过求解微分方程得出了宾汉流体在该流动条件下的精确流速分布公式,并由此分析了倾斜偏心环空宾汉层流流动特征;然后证明了当环空流速较高时,也就是当宾汉流体的屈服值τ_0与单位长度压降丨dp′/dz丨的比值较小时,宾汉流体层流最大流速“半径”ρ近似等于相同条件下的牛顿流体最大流速“半径”ρ_1。文中也分析了由此产生的误差,结果表明当屈服值τ_0与单位长度压降丨dp′/dz丨的比值小于或等于0.01米时,相对误差不超过1.27％;最后进一步提出了精确计算该流动条件下的宾汉层流流量公式及压降公式。

环空流体流动下的钻柱横向振动数学模型分析

对井下环空钻井液流动中的钻柱横向振动数学模型进行了分析。首先,把井下钻柱简化为一完全浸在沿其轴向流动的钻井液流体中的圆柱体;然后,就钻井液流体流动对钻柱所施加的各种力作了分析和推导;最后,在已导出各个量的基础上,建立考虑环空钻井液流体流动下的钻柱横向振动方程。

煤层气井井底流压分析及计算

煤层气井井底流压的大小直接决定煤层气产量的大小,为了获得高产,必须清楚认识井底流压并精确计算其数值。根据垂直气液两相环空管流理论,首先描述了煤层气的环空流动特征及井底流压的组成部分;结合现场生产测试资料,采用Hasan-Kabir解析法和陈家琅实验回归两种方法计算了井底流压值,并分析了其与气体流量的关系。结论认为:①油套环空中流体由上而下分为纯气体段、混气液柱段(高含气泡沫段和普通液柱段),井底流压为套压、纯气柱压力及混气液柱压力三者之和;②两种方法计算的井底流压值大体相同,与实测值误差小,精度高;③井底流压与气体流量呈负相关关系,而且随着井底流压下降,压降漏斗不断扩大,井底流压下降相同的数值能产出更多的煤层气。

环状流液膜形成机理及流型转化研究

近年来，我国油气资源的勘探和开发逐渐转移到海洋、滩海和沙漠，并已陆续发现了许多大型油气资源。油气的输送方式中，长距离混相输送技术可使油田开发费用减少约１０ ％ ～４０ ％ ；但由于多相混输的流动状态复杂，其中混相输送流型之间的相互转化是尚待解决的问题之一。为此根据环状流动的数学模型，从理论上分析了环状流液膜形成的机理和稳定存在的原因，得到了判断环状流动结构稳定存在的必要条件以及准则式，分析了倾角对环状流型中液膜的影响，这对于正确理解环状流型的特点及流动规律具有很重要的指导意义，为进一步研究环状流动的计算提供了可靠的依据。

判别液体流态的层流稳定性理论

准确判别井内液体的流态 ,对钻井优化设计和施工、保证注水泥顶替质量是非常重要的。文中介绍了以层流稳定性现象理论为基础提出的 5个使用较广的流态判别准则———雷诺数 (Re)、稳定性参数Z、稳定性参数K、稳定性参数X和稳定性参数Y。通过对这 5个流态判别准则的分析与对比 ,认为雷诺数、稳定性参数Z与K都存在不足 ,而稳定性参数X、Y更具合理性。建议将稳定性参数X、Y进行推广 ,使它们能够用于其它非牛顿液体圆管流、同心环空流、偏心环空流的流态判别。

地面驱动螺杆泵采油系统管道内流体摩阻分析

运用流体力学有关理论， 对地面驱动螺杆泵采油系统环空管道结构参数和螺杆泵转速对流体摩阻的影响进行了分析。分析结果表明， 当油管直径一定时， 过大的抽油杆直径会使抽油杆柱旋转所受的油液摩阻及油液流动摩阻增大； 泵的转速过高会使抽油杆柱旋转所受油液摩阻及油液流动摩阻增大。建议在满足抽油杆强度及其它条件下尽可能采用小直径抽油杆； 在满足泵排量、泵效及其它条件下尽量不要使泵转速过高。合理选择抽油杆直径和泵转速将显著降低地面驱动螺杆泵系统总的能量损失。

环空管内气液两相流流型研究进展

流型的研究一直是管路内两相流研究领域中的重要内容。从近些年的研究情况来看 ,由于结构的复杂性及应用等的限制 ,与圆管内两相流相比 ,对环空管内两相流流型的研究起步较晚 ,自 70年代末至今 ,只有少数学者对空气—水 (或油 )、空气—泥浆两相流流型及转换进行了一些理论及实验研究。现有的一些有关流型及转换的研究结果大多是针对垂直环空管内上升两相流而言的 ,对其他配置形式的环空管两相流研究不多 ,并且许多结果均是在较小的工况范围内取得的 。

垂直环空气液两相流流型的实验研究

针对国内外井涌理论中存在的问题，对空气－水、空气－泥浆两相流系统进行了实验研究．用垂直环空管流实验架、井眼数据测量与传输遥测系统，以及计算机实时数据采集系统，获取了大量实验数据．在此基础上，绘制了空气－水、空气－泥浆两相流的流型图，并利用回归分析的数学方法获取了空气－泥浆两相流泡状流向弹状流过渡的过渡区数学模型．

钻井环空固液两相流压降模型理论分析

针对直井钻进过程中环空内岩屑运移的特点，对环空中固液两相流动压降进行了理论分析。采用因次分析的方法综合考虑了影响压降的诸多因素，导出了固相摩阻系数与傅劳德数之间的关系，提出了总摩阻系数的理论计算公式，修正了过去计算环空压降时忽略固相引起的压降，为准确进行水力优化设计提供了参考依据。

水平井筒变质量气液两相环空雾状流压降的分析模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预知常规水平管流压的压降计算方法对于井筒流动来说就需要修正或扩展．考虑管壁存在入流或出流对于环空雾状流流型压降的影响，文中对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，得到水平井筒气液两相变质量流动环空雾状流流型的压降计算方法。

幂律钻井液管流的f因子

依据幂律流体层流运动的基本规律和修正的Blasius紊流阻力公式,利用当量直径和当量雷诺数的概念,推导出两种流态(层流和紊流)、三种过流断面(圆形、同心环空及偏心环空)六种不同形式f因子的数学表达式,为幂律钻井液管流摩阻的实用计算提供了理论依据和简捷方法。

偏心环空非牛顿流体紊动场特性的研究

在石油钻井工程中普遍存在偏心环形空间内的流动.本文从偏心环空轴向流的层流方程与非牛顿流体的本构关系出发,分析了流态转换的临界条件与局部紊流的发展过程,并在忽略环空断面两次流的基础上,利用Prandtl边界层理论建立起紊动方程及时均流速方程.最后,根据计算讨论了流体流变性、环空几何参数对流场分布的影响,结果表明环空偏心度是引起流场分布不均匀的主要参数,调整环空儿何结构与流体流变性均对获得设计的流场,对钻井、固井与完井等具有重要的指导意义.

旋转套管对固井质量的影响

运用定常不可压缩流体的Ｎａｖｉｏｕｒ－ｓｔｏｋｅｓ方程确定了偏心环空的速度分布。给出了影响固井质量的两个体积──近壁滞留体积和窄边滞留体积计算公式。探讨了旋转套管时的顶替机理。经现场９口井检验，旋转套管固井质量令人满意。

干空气钻井中环空携岩理论研究

本文从两相流的连续性方程和动量方程入手，研究和计算出了既反映多相流实际流动情况，又能应用于现场的环空颗粒运动微分方程。

钻井液偏心环空紊流速度分布及压降计算

本文依据非牛顿流体力学的基本原理，分析了钻井液在偏心环空中紊流流动规律，推导出了钻井液在偏心环空中紊流及压降计算的理论模型，并通过实验验证了理论模型的正确性。

斜井偏心环空注水泥顶替的研究

本文将介绍６０斜蝇具有５５％的偏心环空顶替过程的室内试验研究，模拟套管下到接近模拟井眼底部。在这样的几何条件下，顶替液有旁流的趋势，即绕过窄迫泥浆、通过宽边向上流动，试验结果在现场进行了实践。试验表明：流体粘度、紊流程度、浮边是影响环空下侧、窄间隙部分顶替过程的主要因素。当顶替液的密度比被顶替液的密度高时，环空窄间隙处的被顶替液浮流到环空宽间隙处而被携带走，这就降低了旁流趋势。