基于正交试验泵加压输水管线空气罐参数优化

为探究空气罐在泵加压输水管线发生停泵水锤时,正、负压防护效果影响因子排序,寻求最优参数组合提高空气罐防护效果。基于新疆某输水工程,采用4因素4水平的正交试验方法,使用KYPIPE软件进行水力过渡过程模拟计算,建立正、负压防护效率评价指标对防护效果进行评价;采用熵权法将多目标优化转化为单目标优化,给出正、负压有效防护效率的权重分别为0.27、0.73。结果表明,对水锤防护效果影响最显著的因素为初始气体压力水头。各因素对正压防护效果影响大小排序为初始气体压力水头>入流阻力系数>出流阻力系数>高度直径比;对负压防护效果影响大小排序为初始气体压力水头>出流阻力系数>高度直径比>入流阻力系数;最优方案参数组合为初始气体压力水头为30 m、高度直径比为4、入流阻力系数为10、出流阻力系数为5;对比原方案,优化方案下最大正压降低15.8%,正压有效防护效率提高17.4%;最小负压增加60%,负压有效防护效率提高120%。

基于全非线性边界元法的楔形体入水冲击载荷特性研究

在兵器入水、飞行器迫降水面等结构物入水冲击问题属于强非线性流固耦合问题,计算时网格的划分重构、数值稳定与传递,以及射流根部的数值准确求解,通常制约着计算模拟的成败。本文中建立了一套满足全非线性边界条件的冲击载荷理论预报方法,通过引入拓展坐标系,有效解决了非线性自由液面上网格重构和数值传递的问题;通过引入辅助函数解耦了时域下的运动方程,准确求解了每个时间步下楔形体的速度、加速度和冲击压力,以二维楔形体为研究对象,通过开展落体试验验证了本理论方法的有效性。研究结果表明:流体重力对冲击压力具有显著影响,45°底升角楔形体的入水冲击压力主要分布在1.6倍入水深度的半宽区域内,压力峰值和次峰值一般发生在楔形体的尖端和射流根部;楔形体的冲击压力对较小底升角极为敏感,定量描述了二者之间的非线性关系;壁面效应与入水初速度无显著相关性,但底升角越小壁面效应越显著,45°底升角楔形体入水深度小于水域深度的1/3时,壁面效应尤其明显。研究结果为冲击载荷的理论研究和工程应用提供了参考。

超长距离的输水管道水压试验

近年来,随着国民经济的不断发展,为了提高居民的幸福感和获得感,国家加大了对民生水利基础设施建设的投资力度。为了解决安全饮水问题,通过长距离输水管道输水已成为普遍的做法。新疆某水源工程具有的特点:输水线路长、输水管道口径大、工期短,若按照现行施工规范中要求的分段长度进行水压试验,其施工进度满足不了节点要求,进而影响到全线通水的总目标;为此,项目部根据管线的地形条件突破规范要求的限长进行了试验段的划分,编制了详细的水压试验方案,邀请了业内知名专家进行了论证并获得同意;通过分段试验设计、现场施工到最终通水一次成功,证明了所采用的施工方法合理、施工质量合格、检测方法得当。阐述了对输水管道水压试验进行的分析与总结,可供其它类似引水工程借鉴。

盖挖逆作法基坑生产性抽水试验施工工艺探讨

盖挖逆作法施工的基坑在顶板施工并覆土完成后,需要进行生产性抽水试验,以地铁项目为例,采用降水井内预置的振弦式孔隙水压计的施工工艺,从而换算出坑内降水井水位变化情况,以保证生产性抽水试验的顺利进行。

高密度电法和声波测试在输水隧洞勘察中的应用

围岩类别划分对隧道的设计、施工等具有很强的指导意义,通过声波测试对隧道洞身段岩体完整性指数进行计算,对比高密度电法勘探得到的视电阻特征,对隧道纵断面的岩体基本质量进行判定。通过压水试验,得到的岩层的透水率,综合考虑岩石强度,岩体完整程度,结构面状态,地下水状态,主要结构面产状等5大因素,进行围岩总评分,指导围岩类别划分。

MDT单压力点确定油/气/水界面方法

在进行MDT电缆地层压力测试时,油/气层较薄等原因很容易造成所测的合格压力数据点太少,无法对这些数据点进行地层压力梯度拟合,从而无法确定油/气/水界面。通过对MDT电缆地层压力测试原理分析研究,提出了利用MDT单压力数据点确定油/气/水界面的方法,在给定地层流体密度的前提下,如果能够在油/气层和水层分别测得一个合格的压力数据点,即可预测出油/气/水界面深度。油气田应用证明,该方法很好地克服了合格压力数据点太少的问题,在一定程度上加快了油气藏勘探开发进程。

水库裂隙岩体渗透系数张量的确定

通过裂隙在空间展布状况的测量,用统计学方法初步确定裂隙岩体的渗透系数张量,获得渗透系数张量的主值及主方向。考虑到裂隙测量的误差,根据野外压水试验得到的单位吸水量,利用巴布什金公式计算岩体的各向同性渗透系数,对其进行修正,从而得到研究区裂隙岩体的修正渗透系数张量。并运用上述方法对蒲石河抽水蓄能电站上水库坝址区裂隙岩体的渗透系数张量进行了计算。结果表明,该方法能较好地反映裂隙岩体渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化提供科学依据。

深埋高水位山岭隧道支护与衬砌外水压力分析

为保护环境并尽可能降低隧道衬砌结构所承受的水压力,深埋高水位山岭隧道一般采取堵水限排的设计原则。在隧道力学和渗流力学的基础上进行数值分析和模型试验,研究渗流应力耦合作用下支护和衬砌的力学特性。研究结果表明:对于受排水影响明显的山岭隧道,作用于初期支护上的水压力不会随排水条件的改变而发生显著变化。当排水通道从围岩与初期支护的界面转变为初期支护与二次衬砌的界面后,会导致孔隙水压力从初期支护向二次衬砌转移,初期支护产生卸载并朝向围岩变形。隧道有效排水时,二次衬砌承受的水压力可忽略。随着排水系统退化导致排水受阻时,地下水流梯度逐渐下降,有效径向应力逐渐下降,朝向隧道的径向流量减少,且围岩变形减小,二次衬砌上的水压力增大。本研究为深埋高水位山岭隧道的初期支护和二次衬砌的初步设计提供了一个合理的方法,并有助于确定地面、水和支护间的荷载传输机制。

动力排水固结法在大面积深厚淤泥软基加固处理中的应用

结合广州南沙泰山石化成品油库区大面积深厚淤泥软土地基加固处理工程,探讨动力排水固结法处理高含水率、大孔隙比淤泥地基的基本原理、设计参数和施工工艺。对不同区域的孔隙水压力、土压力、分层沉降进行监测,利用标准贯入试验、十字板剪切试验、静力触探试验和载荷试验等原位测试手段对施工过程和加固效果进行检测。根据现场试验数据,分析动荷载作用下淤泥质土的孔隙水压力、土压力和土体沉降的发展规律。测试结果表明:土压力变化、土体沉降与孔隙水压力的变化具有很好的相关性,随着孔隙水压力的消散,土的抗剪强度不断提高,工后沉降大大降低,土体达到超固结状态。研究表明,"动静结合,先轻后重,逐级加能,少击多遍,逐层加固"的施工工艺,结合空间网状排水体系(由水平排水体+竖向塑料排水板+土体微裂隙排水系统组成),对处理大面积深厚淤泥质软土地基加固效果明显,土体的物理力学性能大大改善,各项指标均能达到或超过设计要求,该法在地基处理工程中具有良好的应用前景。

数字压力式水位仪观测误差与测试方法

数字压力式水位仪误差来源于压力测量误差、水密度取值误差和重力加速度取值误差,其中后两者引起的误差与水柱高度有关。对我国地震井水位观测网的水密度和重力加速度取值误差进行分析,大部分观测井水密度和重力加速度取值误差引起的水位观测误差基本上可以忽略。为了减少仪器的观测误差,水位传感器投放深度不宜过深,水位观测井筒水温不宜过高。对于个别矿化度大、富气泡的观测井和水温较高的非自流井,密度影响不容忽视。最后,对近几年来招标采购的水位仪器的测试情况进行总结,认为采用压力输入法与模拟井孔法相结合来测试压力式水位仪器的观测误差更为科学和准确。

松辽盆地新站构造-岩性油藏油水界面的确定

根据松辽盆地大庆长垣以西的新站构造岩性油藏油水分布特征，分析了影响油水分布特征的构造、岩性、压力、断层等４种因素，综合测试压力、钻井深度等资料，应用压—深交会法、静压测试法预测了新站构造岩性油藏的油水界面，与由钻井资料确定的油水界面基本吻合，表明了方法的可行性，为对油藏进一步研究奠定了基础。

煤层气井DST与注入/压降测试对比分析

从煤层气井解吸机理出发 ,对DST和注入 /压降两种测试方法在解释曲线和解释结果上的差异进行分析对比 ,从取得完善可靠的资料角度得出两种不同方法所适应的煤层气勘探开发的阶段不同。

煤层气井注入/压降试井测评分析

煤层气井注入 /压降试井关井压降数据的双对数曲线形态常会出现变异。如何分析这种变异 ,是决定试井解释结果是否准确可靠的关键。本文通过对现场施工记录及测试资料的综合分析 ,提出了一种从工艺角度评价煤层气注入 /压降试井资料的分析方法 ,即“测评分析方法”。应用此方法 ,可查明曲线变异的原因 ,确保试井解释结果的可靠性与准确性 。

高温高压非稳态气水相渗测试装置及方法

目前高温高压气藏气水相渗曲线多采用非稳态测试方法获取,测试装置主要采用回压阀控制流体压力,但高温高压条件下易产生压力波动,气水计量易产生偏差。为此,提出了一种基于电容法的高温高压非稳态气水相渗测试装置及方法,测试装置引入了自主研制的电容式液位计量计,实验温度和压力分别提高到200.0℃和80.00 MPa,通过液体体积与电容变化计量产水量,通过电动涡轮计量泵控制流体压力、计量气体体积,根据实验测试数据分析了流体压力和油藏温度对气水相渗曲线的影响。结果表明:相同条件下,实验温度升高,束缚水饱和度变小,气水共渗区域变宽;实验流体压力降低,束缚水饱和度变大,气相相对渗透率变小。研究成果对高温高压气藏开发方案设计、动态分析及气水渗流规律认识具有一定指导意义。

确定已开发油田采油井和注水井地层压力的简易方法

地层压力既影响到油井的产能,又影响到油田的采收率。已开发油田的地层压力既可以由采油井关井的压力恢复曲线确定,也可以通过注水井关井的压力降落曲线确定。Horner法仅适用于确定原始地层压力的探井和新井,MDH法不能直接用于确定油田的目前地层压力,在实际应用时,需要查找MDH法的无因次典型曲线。应用传统的MDH法,结合压力函数的应用,提出了确定已开发油田采油井和注水井地层压力的简易方法。实例应用对比表明,提供的方法是实用有效的。

动力排水固结软基处理模型试验研究

介绍了动力排水固结室内模型试验,并从室内模型试验出发,对动力排水固结加固效果进行研究,建立了一个相似比1:2的室内动力排水固结加固淤泥质软土的试验模型,严格控制试验条件和工艺参数,研究了动力排水固结淤泥质软土的效果。通过室内模型试验研究,总结了动力排水固结加固软土地基效果的影响因素,被加固土体的变形规律,超孔隙水压力的消散规律和加固过程中软土地基振动液化安全稳性系数变化规律,提出了动力排水固结软土地基有效加固深度确定方法和动力排水固结加固效果评价方法。

高真空击密法吹填土地基处理试验研究

对于拟采用高真空击密法进行处理的某吹填土场地进行了地基处理试验研究。主要在初始施工参数的基础上通过信息化施工方法对其进行了调整与优化,施工过程中对每遍处理效果进行了监测,施工结束后通过静力触探试验与载荷板试验进行检测,试验结果表明高真空击密法具有地基处理工期短、效果好的优点。

氮中微量水分气体标准物质的制备

该文介绍一种高压瓶装氮中微量水气体标准物质的制备方法。气瓶经过加热高真空抽洗后,充入经过纯化器进一步纯化的高纯氮气,使用光腔衰荡光谱水分仪分析稀释气充装过程引入的水分。通过模拟露点曲线和冷却曲线确定使用环境温度≥5℃时的最大充装压力,分别使用普通铝合金气瓶和内壁特殊处理的铝合金气瓶,采用注射称量法,制备得到100μmol/mol的氮中水分气体标准物质,使用精密露点仪标准装置对其进行放压试验的考察。结果表明随着压力的降低,普通铝合金气瓶内水分量值变化明显,而内壁特殊处理的铝合金气瓶在使用过程中量值稳定可靠。

粘性土地基强夯加固的对比试验研究

结合国内某机场场道地基强夯工程，就强夯过程中地基土在不同排水条件下的超孔隙水压力消散情况进行了测试和讨论。对地基土强度随龄期的变化情况、夯坑土和夯间土强夯后的强度差异以及不同夯击能的强夯效果等问题进行了对比试验研究，并得出了相应的结论。

气井多相流水击数学模型的建立和求解

针对气井关井瞬间产生的水击现象,由于井筒多相流和高压、高温以及天然气的强可压缩性特征,用于水力学的常规水击压力模型难以适用。基于水力学水击理论,分析气井水击机理,根据质量守恒定律和牛顿第二定律,建立由运动方程和连续性方程组成的描述气井多相流水击压力的数学模型;根据该方程属于拟线性双曲偏微分方程的特点,结合气井压力测试和应用需要,建立了两类边界条件:一类适用于通过井底压力计算井口及沿井深的水击压力,另一类适用于通过井口压力计算井底及沿井深的水击压力;通过特征线法对水击压力数学模型有限差分离散求解。计算结果与实测压力对比结果表明,水击压力模型能够精确地反映水击压力的大小、水击周期和水击衰减规律,从而提高压力恢复试井早期段数据质量,改善试井曲线拟合效果,提高试井解释准确度。