单毛细管中赫切尔-巴尔克莱流体的分形分析

运用分形理论给出了非牛顿流体中的赫切尔-巴尔克莱流体在单毛细管中的渗流分形模型.此模型将赫切尔-巴尔克莱流体的流量、流速、启动压力梯度和有效渗透率与流体的流变特性、毛细管的结构参数联系起来,并且不含经验常数,每个参数都具有明确的物理意义,所得分形模型更能体现出赫切尔-巴尔克莱流体流动的内在物理机理.

屈服假塑性流体轴向同心环空中速度及温度分布研究

赫谢尔-巴尔克莱(Herschel Bulkley)流变模式是一个三参数模式,因其精度较高,近几年国内多采用其描述钻井液的流变性。本文将非牛顿流体动量方程、能量方程与H B流体的本构方程相结合,推导出了流体在轴向同心环空中的速度及温度分布公式。数值研究结果表明,由于H B屈服应力的作用,轴向同心环空内存在柱塞流动,柱塞的大小与H B屈服应力τ0成正比,与单位管长压力降Δp L成反比。在其它相同条件下,柱塞速度随环空尺寸的增大而增大。随着流变指数的增大,流核速度变小。柱塞内温度呈对数曲线变化,柱塞外侧温度与内侧温度不相同,从柱塞边界到管壁,温度逐渐减小。越靠近管壁,温度降低幅度越大。

温度及外加剂对水泥浆流变性的影响

水泥浆流变性与水灰比、水泥颗粒的粒度和形状、水泥化学组分及颗粒表面上组分的相对分布、外加剂种类和加量、试验条件(温度和压力)等众多因素密切相关,因此对特定浆体流变模式及流变规律的确定结果,往往因研究者及实验条件不同而存在差别。以嘉华G级油井水泥为研究对象,以流变学基本原理为基础,以高温高压流变仪获得的流变测试曲线为依据,采用赫切尔-巴尔克莱模式本构关系确立了在不同井温下水泥浆体流变模型,探讨了温度、外加剂等对流变性能的影响规律及其本质,为深井水泥浆体系设计及流交学计算提供了基础。计算及分析结果表明,建立的流变模式及确定的流变参数值具有良好的精度。