基于自相似模型的气井管柱中流体的近壁压力试验研究

气井管柱内流体运动状态和近壁压力分布的确定对井筒安全和完整性评价有重要意义。从相似性原理出发设计气井管柱流体力学试验,通过尺寸比尺和流速控制实现模型与原型的几何相似和雷诺数自相似,采用试验和数值计算对气井造斜弯曲段管柱近壁压力进行对比研究,利用相对误差分析验证试验的可行性。结果表明:气井管柱室内流体试验满足雷诺数自相似下的几何相似条件;当取运动黏度为试验不变量时,管柱近壁压力的试验模拟结果与数值计算结果相比偏小,当试验压差为0~20 MPa时,近壁压力最大相对误差为4.12%,且压差越大,相对误差越小;随着生产压差(p_p=5~20 MPa)和油管内径(D=76.00~157.08 mm)的增大,管柱整体近壁压力和沿程压力降增大;造斜弯曲段流入端的局部压程比随油管内径增大而增大,流出端规律相反。满足几何相似和雷诺自相似条件的管柱流体试验是气井管柱近壁压力研究的有效手段。

圆筒炉燃烧区内最高管壁金属温度计算

建立了圆筒加热炉燃烧区内管壁金属温度的数学模型，利用此模型能够同时确定燃烧区内最高管壁金属温度的大小及位置，计算程序简单。

预折管的耐撞性分析和多目标参数优化

本文主要介绍两种预折管,它与传统薄壁管不同的是其管壁上有一些褶皱。文章首先介绍了两种预折管的几何结构;然后建立预折管的有限元模型并验证有限元模型的正确性;其次对预折管的几何参数进行参数分析,发现b(两相邻菱形叶顶点间的长度),l(两相邻菱形叶顶点间的宽度),t(管壁厚度)对结构的吸能特性有着重要的影响;最后对预折管的几何参数进行了对多目标优化,优化目标是获得最小的IPF和最大的比吸能(SEA),通过RBF代理模型和遗传算法二代(NSGA-II)得到了优化的Pareto解集。优化结果显示预折管具有更优的耐撞性,可以作为一种潜在的吸能结构。