CONTROL OF FORMABILITY OF EMC LIQUID METAL COLUMN

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煤层气L型水平井防窜气排采控制方法研究

煤层气采用L型水平井开发,可使单井稳产气量达到8000m^(3)/d以上,但由于L型水平井无沉砂口袋,无法靠重力实现气、水自然分离,易发生油管窜气,导致泵效大幅下降,制约进一步排水降压。前期通过优化排采举升工艺,油管窜气现象得到了一定缓解,但对低流压产气井和高流压产气井的治理效果仍然不理想。以沁水盆地樊庄-郑庄区块L型水平井为例,通过研究分析56口发生油管窜气井的气、水变化规律,建立了窜气严重程度评价指标,利用灰色关联度法找出影响油管窜气的主控因素,明确产生油管窜气的原因,并在优化排采制度方面提出了2种防治油管窜气的方法。结果表明:井筒环空的液柱高度是引发油管窜气的先决条件,油管窜气随液柱高度降低突然发生,当液柱高度大于75m时,出水口不窜气或以轻、中度窜气为主;当液柱高度小于75m时,以重度窜气为主,且发生窜气后其窜气程度随液柱高度的降低呈指数增大。气液比是影响窜气程度大小的关键因素,且窜气程度随气液比的增大呈对数增大,当气液比小于30时,以轻度和中度窜气为主,当气液比大于30时,以重度窜气为主。通过控制恒定高套压,采取“控压排水”法,可有效提高泵吸入口附近两相流的持液率;通过控制日产气量,采取“控产排水”法,将泵吸入口附近的气液比降低至30以下,可有效降低油管窜气程度。在此基础上,结合防窜气排采举升工艺,最终实现油管窜气的标本兼治。

基于机器视觉的井喷液柱高度测量方法研究

井喷液柱高度精准预测是制定油气井井喷救援方案的重要指导依据。为满足无参照物、无测量间距的井喷液柱高度测量需求,提出了一种基于机器视觉的井喷液柱高度优化测量方法。首先通过双目视差原理获取井喷液柱像素当量,然后采用颜色与形状的组合图像分割方法得到井喷液柱的轮廓,最终查找图像分割结果的边界得到井喷液柱高度。同时,设计井喷模拟装置开展多场景井喷液柱高度模拟室外实验,与机器视觉测量方法进行对比验证。研究发现:改进的机器视觉测量方法在颜色与边界双向干扰的情况下最大相对误差不高于5.36%,测量准确度满足井喷救援抢险需求,为井喷救援工作方案的制定提供了有力的工程指导依据。

苏里格气田积液气井产能的快速评价方法

苏里格气田大部分气井生产过程中会出现井筒积液现象,需要开展大量的产能测试,指导排水采气措施优化工作。为了降低气井产能测试成本,提高气田开发效益,通过开展井筒积液气井套压变化规律分析,明确了气井积液初期和井筒液面到达节流器时套压变化特征,结合节流器下入深度计算出井筒积液的液柱高度,在此基础上提出了一种利用井口生产数据计算井筒积液气井井底流压和气井产能的快速方法。以苏里格气田井筒积液气井产能预测为例,该方法预测产能与实际产能误差为4.2%~9.6%,每口气井可以节省产能测试费用30余万元。该产能评价方法充分考虑了井筒积液对井底流压计算的影响,测试结果不仅可以满足现场精度要求,而且能有效降低产能测试成本。

液柱脱硫塔流动特性的实验研究

通过实验研究了液柱塔的流动特性 ,回归出了液柱喷射高度及液柱塔的阻力损失公式 ,回归计算值和实验测量数据吻合很好 .同时还测定了液柱塔的轴向压力分布和压力梯度分布 ,发现液柱塔中存在压力和压力梯度急剧变化的区段 ,该区段正是气液传质吸收的关键部分 .研究结果可为液柱塔的设计和操作提供参考 .

海上钻井平台井喷液柱高度的图像识别测量方法

油气井钻井作业井喷事故一旦发生,在抢险人员不能直接靠近井口读取井口压力参数的情况下,制订压井抢险方案的关键是准确测量和判定井喷液柱的高度。为此,基于OpenCV计算机视觉库的图像处理技术建立了井喷液柱高度的测量方法,包括:①在救援船上使用CCD相机对井喷液柱拍摄进行连续瞬态成像,每次对井喷液柱进行拍摄时应分别旋转120°拍摄3张照片;②对图像经过直方图均衡化、高频强调滤波预处理,再经过改进的Otsu算法进行二值化处理,分割出井喷液柱的轮廓;③利用数学形态学运算处理二值图像中的边界点与孔洞,采用参照物法计算出井喷液柱的实际高度。室内模拟实验的结果表明:①该方法对井喷液柱识别的准确率较高,误差约为6%,能够较为精确地获取井喷液柱高度;②实验过程中,处理一幅图像平均耗时0.86 s,可以满足事故发生后对井喷液柱的实时识别与测量要求。结论认为,该方法应用于对井喷液柱高度的测量是可行的,利用其对井喷图像进行程序化处理,可以在海上钻井平台井喷失控后实时连续测量井喷液柱高度,第一时间获取与井喷相关的关键参数,为压井抢险方案的制订提供依据。

酯交换法生产碳酸二甲酯工艺节能研究

以甲醇钠为催化剂,碳酸丙烯酯和甲醇为原料酯交换生产碳酸二甲酯。在传统工艺基础上对浮阀塔塔盘进行了改造,在新型反应精馏塔上进行了中试并考察了塔盘液位高度、回流比等因素对塔顶产品纯度的影响。结果表明,随着回流比增大,塔顶碳酸二甲酯含量开始增加并逐渐趋向稳定;随着塔盘液位高度增加,塔顶碳酸二甲酯含量增加并逐渐稳定;塔顶丙二醇含量随着回流比的增大而降低。在保证塔顶产品含量满足工业要求的前提下,在回流比为0,塔盘液位高度为5.2 cm的工艺条件下,塔顶产品质量分数可达到26%,塔底丙二醇质量分数在0.5%以下。对比了新老工艺的能耗,结果表明新工艺平均每吨产品节能0.46 t标准煤。

液固流化床分选粗煤泥的试验研究

自制了直径300 mm液固流化床模型机分选试验系统,并分别设计了中心排料型和周边排料型流体分布器,分别对0.25～1.00 mm粗煤泥进行了3个不同柱体高度的分选试验。结果表明:随着水流速度的增加,精煤灰分、尾煤灰分、精煤可燃体回收率都随之升高;分选密度达到1.5 g/cm3左右,可能偏差E值在0.06～0.08;在一定的上升水流范围内,高柱体的精煤灰分低于低柱体,1 800 mm柱体高度下得到的精煤灰分比1 200 mm的精煤灰分低0.6%～1.2%;1 500 mm柱体高度下的分选效果最佳,中心排料型流体分布器的E值较低,分选效果优于周边排料型流体分布器。

液体在不均匀毛细管内状态的研究

该文对不均匀毛细管内液体状态进行了理论分析，指出不均匀毛细管内的液体弯月面内外压强差、接触角、气液共存蒸气压、液体压强和液体毛细上升高度等均不同于均匀毛细管的情况．两种毛细管内水分毛细上升高度的实验结果，说明了理论的正确性．

KYZ-B浮选柱气液两相流数值模拟与试验研究

为了研究浮选柱柱体高度的有效使用情况,采用计算流体力学(CFD)数值模拟软件CFX对充气后浮选柱不同高度截面上气相在液相中的分散情况进行了数值模拟。设计了浮选柱试验系统进行气液两相流试验对数值模拟结果进行验证,通过对比数值模拟与试验结果可知,两者基本吻合。

液柱脱硫塔压力特性研究

试验研究了液柱脱硫塔的压力特性,得出了径向压力分布、轴向压力分布及轴向压力梯度分布规律,提出液柱脱硫塔可以分为3个区域,其中气液碰撞湍流混合区是吸收的关键部分;回归了液柱脱硫塔的阻力损失公式,并将阻力损失公式计算值和实测值进行了对比,数据吻合较好;分析了液柱喷射高度的影响因素,得出了液柱喷射高度的计算公式。研究结果为液柱塔的设计提供了试验依据。

超高效液相色谱塔板高度方程的推导

近年来,分析工作者采用超高效液相色谱(UPLC)完成了许多过去不能完成的分离分析工作。但是在阐述UPLC原理时不少人却采用了van Deemter方程。这是不对的。本文研究了UPLC色谱过程动力学,从热传导方程出发运用色谱动力学原理推导了包括考虑流动相摩擦生热影响的UPLC塔板高度方程H=2γDm/u+2λdpu1/3u1/3+ω(Dm/dp)1/3+2ku(1+k)2(1+κ0)kd+θ(κ0+κ0k+k)2d2pu30Dmκ0(1+κ0)2(1+k)2+κi(κ0+κ0k+k)2d5/3pu2/33κ0ΩD2/3m(1+κ0)2(1+k)2+r20(κ0+κ0k+k)u4(1+k)Dr·exp(-Kr20α)。上述方程右端最后一项代表了流动相摩擦生热对塔板高度的贡献。当流动相线速度较低时,流动相摩擦生热对塔板高度的贡献趋近于零,塔板高度方程还原成Horvath和Lin的方程;当流动相线速度较高时,由于流动相摩擦生热,柱轴心与边缘温差增加,流动相线速度径向分布差异导致柱效率降低,而柱轴心与边缘的温差与流动相线速度平方成正比。作者明确指出:UPLC的柱效率与柱内径密切相关,采用细内径柱有利于实现高效率;过高的流动相线速度将导致柱效率崩溃。

风载荷作用下板式塔塔顶附加挠度的影响因素

通过分析板上液层非等高情况下塔顶附加挠度的影响因素,利用自编的程序得到板式塔设备参数与塔顶附加挠度的关系曲线。对比最大挠度与许用挠度,当最大挠度接近许用挠度时,塔顶附加挠度不可忽略。研究塔顶附加挠度的影响因素表明,随着板上介质密度ρL、介质液面高度hL和塔板数n的增加,塔顶附加挠度增加;随着塔板直径D和塔壁厚度δe的增加,塔体刚度增加,塔顶附加挠度减小。板式塔参数对长径比较大高塔的塔顶附加挠度影响大于长径比较小的低塔,对低塔的影响可以忽略。降低风载荷作用下塔顶附加挠度最有效的办法是增加塔壁的厚度。

电磁铸造液柱高度数学模型的建立及应用

为了研究熔体金属电磁立柱成形能力并计算电磁作用下的液注高度,从电磁铸造立柱成形的基本原理出发,建立了电磁场作用下金属立柱成形时液柱高度数学模型,并试验验证了模型的准确性。利用液柱高度数学模型对铝、钢、锡铅合金等金属的电磁铸造可行性,以及电力参数对液柱高度的影响进行研究。结果表明:铝电磁无模成形能力最强,而钢及锡铅合金电磁无模成形能力则基本相同;钢及锡铅合金电磁立柱成形所需的磁感强度约为0.080.10T,而铝则只需约0.04T。

垂直管外降膜的切向旋转沟槽型液体分布器特性研究

考察了布液器尺寸、操作温度以及流动工质质量分数、流率等的影响。利用实验数据回归了流体在切向旋转沟槽内流率系数和雷诺数的关系式,可用于工程设计。同时提出了管外切向旋转沟槽液体分布器的设计计算方法,由此方法设计加工的液体分布器已成功地用于工业余热回收的第二类吸收式热泵装置。

圆锭电磁铸造中电磁场的数值模拟

详细描述了互感耦合模型 ,并且利用此模型计算了电磁铸造中电磁场的分布。结果发现电磁铸造中磁感应强度与输入的电流呈线性变化的关系。利用这一结果提出了一种计算电磁铸造中液柱高度的计算方法 ,并且利用这种方法计算了电流与液柱高度的关系 ,计算值与实测值基本符合。

基于船体三自由度井喷液柱高度测量方法

为了解决海洋平台井喷事故发生后井口压力与井喷液柱高度的获取问题,基于观测船船体三自由度运动,提出1种井喷液柱高度测量方法。在考虑船体三自由度运动的前提下,将难以直接测量的井喷液柱高度转化为三倾角测量,再通过设计的配套液柱高度计算方法计算液柱高度;采用自设计新型角度测量装置测量角度;对角度测量信号进行卡尔曼滤波处理,消除甲板振动对测量的影响,并优化设计测点间距,进一步提高测量精度。研究结果表明:在考虑不同船体状态的情况下,测量值与实际值误差小于4. 2%,该测量方法可行,整体设备简单、操作方便、稳定性高、适应能力强,计算结果准确,可以满足现场应用需求。

振动规整填料萃取塔的性能测定

采用磷酸三丁酯-煤油-醋酸-水物系测试了振动规整填料萃取塔的传质性能。考察了规整填料的安装方式、连续相和分散相流速对分散相存留分数和传质效率的影响。实验结果表明,在不分段、分段Ⅰ(盘间距50mm)和分段Ⅱ(盘间距100mm)这3种规整填料安装方式中,综合考虑分散相存留分数和传质效率,分段Ⅰ比较具有优势;当两相流速都较小时,振动规整填料萃取塔的分散相存留分数比振动筛板萃取塔平均高30%左右;在相同的操作条件下,振动规整填料萃取塔的表观传质单元高度比振动筛板萃取塔平均低18%左右。

温度-压力耦合计算井底积液高度方法研究

气井井底积液降低气井产能,实时准确地计算井底积液高度,对气井产能评价及采取合理排液采气措施具有重要作用。关井静态测量以及依靠油压、套压的变化规律分析井底积液高度具有较大局限性。本文在结合气液两相管流压力-温度耦合计算油管内流体温度分布的基础上,结合积液段油管流体温度分布,提出了利用井筒温度分布模型计算气井井底积液高度的新方法。该方法通过井口流体的实时测量温度结合井口压力、产气量、产液量、气藏温度以及井身结构数据,计算的井底积液高度具有实时性。该方法实用范围广,解决了低气液比,环空带有封隔器的气井井底积液高度计算难题。

THE CHOICE OF KEY PARAMETERS OF EMC

ＴＨＥＣＨＯＩＣＥＯＦＫＥＹＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳＯＦＥＭＣ￥Ｚｈａｎｇ，Ｘｉｎｇｇｕｏ；Ｊｉｎ，Ｊｕｎｚｅ；Ｃａｏ，Ｚｈｉｑｉａｎｇ（ＣａｓｔｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌ...