控压钻井环空卡森流体两相螺旋流轴向速度研究

考虑控压钻井环空气液两相流参数、钻井液周向与轴向运动等因素,本文提出了控压钻井环空卡森流体两相螺旋流柱坐标理论模型;通过新疆玛湖油田区块具体实例,分析了摩阻压降、屈服应力、环空外径、空隙率等对控压钻井两相螺旋流轴向速度的影响。结果表明:控压钻井环空卡森流体两相螺旋流流核及流速峰值向钻杆壁面靠近,距离环空内壁与钻杆外壁中心点的偏度可达8.36%;由于柯特流及钻井液动粘切力下降的影响,随杆转速和管径增大,卡森流体最大速度峰值在轴向的分布向环空壁面移动;随屈服应力的增大,流核宽度呈现增大趋势,当钻井液屈服应力为1.9Pa时,卡森流体流核宽度约为19.3mm;随控压钻井环空内空隙率增大,气液两相的粘度下降,螺旋流的轴向速度峰值呈增大趋势。分析螺旋流轴向速度分布可为控压钻井井口回压加载及环空流速控制提供帮助。

水平同轴转柱体间隙区域间水动力数值模拟研究

利用同轴转柱间的泰勒库特流开展试验是研究絮凝的一种重要手段,而水平放置的同轴转柱体因其能有效避免受重力影响产生的泥沙浓度梯度对絮凝的影响是新的研究方向。文章基于Fluent软件建立模型并模拟研究泰勒库特流装置的流体运动,根据前人实验结果率定,结果表明误差在合理范围内,证明了数值模拟的有效性;并在此基础上模拟水平放置的同轴转柱体间隙区域间流体流动,结果表明随雷诺数的增加,径向流速增加,水流涡动明显,流态由层流发展为泰勒涡,整体变化过程与竖直放置的泰勒库特流装置结果相似。文章的研究结果可为今后将水平同轴转柱体利用于絮凝实验研究提供支撑基础。

高速屏蔽电机气隙流体泰勒涡仿真分析

一体化高速屏蔽电机本体气隙处通常充满着动力推进介质,在转子高速运转时转子表面线速度会搅动气隙流体高速旋转,使得流体在小而窄的气隙中产生湍流效应,对电机本体内置轴承润滑和转子冷却产生影响。本文以额定转速为40000 r/min的高速屏蔽电机本体环形气隙内的流体运动为背景,针对气隙内泰勒库特流的流体流态开展了数值模拟研究,通过数值仿真分析得出,随着转子转速增加,气隙进、出口压力差变大,随着气隙宽度增加,气隙进、出口压力差减小。本文计算所得数据为维持内置轴承润滑和转子冷却所需进液流体参数提供了理论参考依据。