隔热油管导热性能测定实验平台建设及应用

注汽热采过程中隔热油管的保温性能直接影响井底蒸汽品质及热采开发效果,且不同结构的隔热油管导热性能差别很大。该文搭建了隔热油管导热性能测定实验平台,可对不同保温结构的工程用隔热油管视导热系数进行测试及分析评价,实现了理论、实验、实践教学的有机统一。学生通过独立设计保温结构及测试方案,能够加深对传热学理论应用于工程实践的认知,锻炼实践动手能力和科研创新能力。

真空珠光砂隔热性能的理论和实验研究

实验测定了不同粒径珠光砂在不同真空度下的表观导热系数。采用真空粉末材料的导热—辐射复合传热模型，给出数值求解结果。提出了利用此模型将实验条件下的数据外推到其他条件下的方法。

高真空隔热油管隔热机理及隔热结构的研究

通过分析视导热系数对井筒热损失的影响,以及对导热、对流、辐射三种传热机理的深入分析,找出了减少导热、降低自然对流、抑制辐射的有效途径,并研制出真空隔热结构,对指导高真空隔热油管的生产有着重要的意义。

隔热油管视导热系数计算机检测系统

隔热油管视导热系数计算机检测系统用于评价隔热油管的隔热性能。用稳态法测试原理，采用电加热方式和程序变增益ＰＩＤ控制算法，使系统能在较短时间内达到设定温度下的热平衡状态，进而求出隔热油管的视导热系数，主要介绍了系统的测试原理、硬件构成和软件设计。该系统已应用于实际测试，效果良好。

真空度对真空隔热油管隔热性能的影响

在测试隔热油管视导热系数的实验模型基础上,建立了隔热层传热的数学模型;以常用的不同型号隔热油管为例,分析了真空度对隔热油管隔热性能的影响,得到以下结论:当隔热层内部压力在(0～20)Pa之间或者大于40Pa时,其视导热系数随着压力的增大而增大;当压力在(20～40)Pa之间时,其视导热系数随压力的增大存在波动性的减小,隔热层中气体压力在(30～40)Pa间,隔热油管视导热系数较小。

保护冻土层的真空隔热套管性能试验与数值模拟研究

针对冻土层钻井过程中可能引发的冻土融沉和井口下沉等问题,研究采用真空隔热套管保护冻土层,并采用试验和数值模拟方法研究了真空隔热套管的保温性能。试验结果显示:真空隔热套管能在限制径向传热的同时限制表面的轴向传热,减小套管表面的升温幅度和升温范围;其视导热系数远小于传统套管,在不同环境温度和钻井液温度下都具有保温性能;降低真空度可以提高其保温性能,强化其对冻土层的保护。数值模拟结果表明,真空隔热套管可以减小冻土层融化区域,降低冻土融沉和井口下沉的可能性。在此基础上,提出了降低真空度、加大套管总成内的隔热套管段长度和接箍处包裹隔热泡沫等提高真空隔热套管保温性能的工程措施。研究结果验证了真空隔热套管对冻土层保护的有效性和稳定性,对开发极地油气资源具有一定的指导作用。

内连接隔热油管隔热性能分析及应用

以内连接隔热油管为研究对象,建立一维传热和径向传热的数学公式推导,计算出现场注蒸汽过程中使用的E级隔热油管和接箍的综合视导热系数;通过Wellflo软件建立蒸汽吞吐模型,输入综合视导热系数0.173 W/(m·℃),计算出井筒的温度压力分布,结合现场注汽中的实际测试数据,将软件计算数据与实测数据进行拟合度,拟合度高达0.994 6。论证了试验得出的注汽中隔热油管和接箍的综合视导热系数0.173 W/(m·℃)符合现场实际,为日后的渤海油田规模化提供了现场工艺数据支撑。