毗邻已建地下结构部位“U型降压槽”+旋喷桩支护体系设计

总结近年来发生的重大基坑事故案例,基坑破坏大多情况是沿着某一破裂面产生的滑动破坏,那么就此而言,建立在滑动土楔极限平衡状态条件的库仑土压力理论更具有指导意义。基于库仑土压力理论,从工程实践中不断总结经验,从约束土体、改变传力方式等角度出发,以限制滑动面的形成为主要目的,从源头思考,通过设置"U型降压槽",配合使用旋喷桩进行主动区土体加固的方法,解决毗邻已建地下结构上层锚索无法施工导致排桩悬臂端过长的问题,并减小基坑开挖对临近建筑物的影响。

基于正交试验法和数值仿真的环形降压槽结构优化

降压槽存在相互矛盾的阻力和粘损特性均受各结构参数的影响,合理的结构参数选择一直是降压槽设计的难点问题.环形降压槽结构优化设计涉及到多因素多水平问题,数值仿真和正交试验设计方法相结合可以有效地减少对实验的依赖和试验次数.对环形降压槽进行结构参数化建模,建立了幂律流体在降压槽环空流道流动的数值仿真模型,可完成不同结构降压槽性能的数值仿真分析;制定了降压槽3因素3水平的多指标正交试验,采用极差和方差分析方法对试验的结果进行了分析,并用综合平衡的方法确定最优的降压槽结构参数组合.最终得到了各结构参数对降压槽的粘损和阻力性能的影响规律以及最优的结构参数,可为环形降压槽的设计和改进提供有价值的参考.

新型降压槽结构设计及流动特性分析

针对三元复合驱分注过程中低视粘度损失和高压降不能同时实现的问题,设计出了一种新型降压槽,运用CFD软件对其环空流道的流动特性进行数值模拟,研究了新型降压槽内的压力、速度、湍动能、视粘度和应变率分布情况.同时将其与环形降压槽进行对比,结果表明,相同长度的降压槽,新型降压槽的压差更大,视粘度损失更小.

三元复合溶液在流线型降压槽的数值模拟研究

针对三元复合溶液在流线型降压槽的压力控制原理问题,应用计算机流体力学FLUENT软件对流线型降压槽分注工具进行数值模拟。利用数值模拟软件得到流线型降压槽分注工具压降区域的湍动能分布、应变率分布,并对计算出的节流压差结果与室内实验结果进行比较。对比结果表明数值模拟计算出的节流压差在10~50m^3/d流量下与室内实验结果基本吻合,此模拟结果为进一步利用数值模拟技术对流线型降压槽分注工具结构参数优化提供了参考依据。

降低齿轮泵困油压力新方法的研究

困油现象是由齿轮泵自身工作原理造成的 ,它直接影响着齿轮泵的工作性能及寿命。通过对齿轮泵工作原理的分析 ,提出一种降低齿轮泵困油压力的新方法———卸荷降压槽法 ,并对其工作原理及作用进行了分析。卸荷降压槽适合于在小侧隙、无侧隙齿轮泵中与卸荷槽配合使用。

分层注聚节流阀芯结构优化设计

为了解决分层注聚中聚驱试剂井下低剪切配注问题,提高聚驱试剂驱油效果,本文综合比较了三种阀芯结构,进行了阀芯室内水利特性试验,并进行了阀芯网格划分,流场动力学仿真,得出了流线型降压槽结构对聚驱试剂剪切率低、限流阻力大、粘度损失小且减少了更换频率。运用FLUENT软件模拟出流线型降压槽结构不同槽数的阀芯对粘度损失率和节流压差的影响,有效控制注入量为120 m^3/d,可产生控制压差为3.0 MPa,粘度损失率为<12%。提高了产油量,为聚驱分注工具统一奠定了基础,对注聚区的稳定开发提供技术支撑。

梭型分压注入工具内流场PIV实验研究

为了通过实验手段得到不同分子量、不同流量的聚合物溶液在流经不同槽数分压注入工具时的流场变化,基于相似原理设计了一套可用粒子成像测速(PIV)系统进行实验的梭型分压注入工具模型,并利用PIV系统对不同实验条件下流经该模型内的聚合物溶液进行连续拍摄,得到大量的溶液运动瞬时图像。再利用Tecplot软件进行分析处理,得到不同分子量、不同流量聚合物溶液在流经不同槽数分压注入工具时降压槽内流场的速度云图。分析实验结果表明:聚合物溶液通过梭型分压注入工具时在降压槽底部出现漩涡;流量越大,漩涡中心越偏向外壁;聚合物分子量越大或降压槽槽数越少,管壁附近速度梯度越大;分压注入工具的槽数对漩涡的位置无明显影响。实验为分压注入工具内部流场分布提供了一种新的研究方法。

聚合物分压注入工具结构优化设计

大庆油田采用聚合物驱单管多层注入工艺开发低渗透油田。该技术利用分质工具调整聚合物相对分子质量以匹配油层渗透率,利用分压工具对聚合物溶液注入压力进行控制。为提高分压工具对注入聚合物溶液压力调控范围,达到最佳降压效果,基于数值模拟软件fluent对比了不同结果参数组合的分压工具的压力分布、速度分布及湍动能分布,对分压工具结构进行优化设计。设计结果表明：降压槽在非颈部流体速度呈层状分布,起分压作用的主要部位是在环隙空间最小截面处,降压槽槽数为12的环形降压槽比槽数为6的降压槽分压效果更好,环形降压槽的槽数和分压效果成正相关;直径为18mm的环形降压槽比直径为17mm的环形降压槽分压效果差,动态表现为在整体压力减小的趋势下,后者的梯度更大,降压槽直径和分压效果成负相关。对比设计的3种环形降压槽,槽数为12、直径为17mm的环形降压槽的分压效果为最佳。该结果能够为分压工具在工程上的应用提供理论支持。

日输量对分注工具内流体压降影响计算

为了明确日输量对环形降压槽内聚合物溶液沿程阻力损失影响及规律、提高分层注采效率。结合流体力学理论,分别针对日输量为50、75、100、125、150、200 m^3,密度为998 kg/m^3,粘度为75 m Pa·s的聚合物溶液进行计算,在同一规格降压槽中比较沿程阻力损失的大小,分析影响规律。计算结果表明:不同日输量对流经同一环形降压槽的聚合物溶液流态影响不大,雷诺数十分接近,仅200 m^3时处于层流紊流混合区;环形降压槽压力损失与管壁粗糙度无关,与日输量、输送介质密度、粘度等因素有关;随着日输量上升环形降压槽管壁沿程阻力损失不断增加,但增加速度逐渐降低。