水力喷砂压裂过程喷嘴冲刷腐蚀数值计算

凝析气田集输管道中介质的流态和成分比较复杂,容易引起管道弯管发生冲刷腐蚀,导致管道事故。针对这一现象,将计算流体的方法引入到弯管的冲刷腐蚀的研究中,根据流体流动的规律,建立了弯管冲刷腐蚀的数学模型。根据气田集输管道中的实际运行参数,模拟三种工况下管道弯管中流体的运动。结果显示,管道中确实存在最大剪切应力和最大含液率的区域,并且气相介质流速越大,冲刷腐蚀越严重;弯管结构的改变,引起管道内介质流速和湍流强度等参数发生改变。研究成果可为研究流体力学因素对管道冲刷腐蚀的影响提供指导依据,还可以用以指导实际管道的腐蚀检测和结构的优化,减少气田事故的发生。

针对收缩型喷嘴内部结构长径比(直线段长度与直径的比值)严重影响出口射流的冲蚀性能这一关键问题,研究了喷嘴内部射流加速机理,得出长径比是影响喷嘴出口射流速度的最主要因素之一;针对工程中5吋套管常用喷嘴结构,选取不同喷嘴直径和直线段长度,利用fluent软件计算了35组模型(直线段长度为6~12mm,直径为4~6mm),结果表明:射流速度最大时喷嘴长径比存在一个最佳值,本次计算射流出口速度最大时长径比为1.8;实验室按照数值计算模型加工35个不同长径比喷嘴,利用粒子图像测速系统(piv)进行非接触式试验,分析实验结果,揭示了长径比对喷嘴出口射流性能的影响规律,验证5吋套管常用喷嘴(总长度为17mm、收缩角30°)出口射流最大时对应的长径比1.8,试验结果与数值模拟一致.

依据水力喷砂分段压裂的技术特点结合常规加砂压裂设计方法,建立了水力喷砂分段压裂优化设计方法。通过数值计算,给出了喷嘴数量与施工排量的匹配关系曲线和环空压力与排量的关系曲线,借助实验手段,模拟现场油管与环空注入压裂液的比例研究了压裂液混合液的黏弹性恢复能力和耐剪切性能,为现场水力喷砂射孔喷嘴数量、排量和射流速度的设计,加砂压裂油管和环空排量的优化提供了参考。

玛依纳水电站引水发电系统无法满足gb/t9652.1—2007《水轮机控制系统技术条件》要求,系统稳定性较差。为此,在引水发电系统枢纽布置无法改变的情况下,在牺牲调速系统速动性,放宽对电站调节品质要求的前提下讨论其引水发电系统布置的可行性。目前,2台机组已经安全稳定运行多年,证明该电站引水发电系统布置是合理的。

水力喷砂射孔压裂是集射孔、压裂、隔离于一体的新型增产改造技术,适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造,是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法。提出两步法计算颗粒撞击套管壁的轴向速度:首先计算单相流的稳态流场,再分析颗粒在稳态流场中的运动。计算结果表明,颗粒在流体中的轴向速度与实际情况定性符合。通过对不同间距下颗粒到达套管壁的轴向速度的计算,得出最佳喷嘴出口与套管壁之间的轴向间距为6mm。

为了有效地保持油田的稳产增产,科学工作者提出了用于切割、破岩和清洗的水力喷砂射流技术。它能增加弹道的穿透深度,减少压实伤害,改善压裂效果。因为对水力喷砂射流机理、影响因素研究的不够深入及成本高等因素,在很长一段时间内水力喷砂射流技术未能得到广泛应用。迅速发展的计算机技术与日益成熟的计算流体力学,为水力喷砂器的数值研究提供了可靠途径。采用计算流体力学的方法,利用仿真软件,对不同磨料密度﹑粒径和喷射速度下的喷砂器工作情况进行了数值研究。切割口处的压力随颗粒直径和射流速度的增加而增加,随粒径的增加而减少。这一研究结果,可为水力喷砂射流器优化方案的研究提供理论基础。

水力压裂概述 发布：本站来源：济南多吉利 减小字体增大字体 水力压裂概述 一、单井水力压裂的增产作用及其效果预测方法 从油藏工程观点看，水力裂缝是油层中带有方向性的具有一定长、宽、高的几何形状的高渗带。单井压裂 后，水力裂缝与井筒所组成的系统，与油层连通的面积远大于无水力裂缝时井筒的面积，显著地降低了单 井生产时地层的渗流阻力，这是压裂改造后单井的基本增产机制。当钻开油层后，井底附近地带因受钻井 液等伤害而使产量下降，通过压裂使水力裂缝穿过伤害地带（一般伤害带小于2m）进入未受伤害的油层， 使未伤害油层中的油流通过水力裂缝进入井筒，恢复并提高了井的自然产能。在单井压裂时，往往两种机 制都起作用。 一般来说，在相对较高的渗透率油藏，由于生产井压后投产很快就进入拟稳态流状况，所以产量预测求解 可以用径向流动方程，通常，这可用prats与mcguire和sikora方法来求解。

新疆油田公司采油二厂、井下作业公司、采油工艺研究院等单位联合作战,对采油二厂73157井实施水力喷砂射孔压裂管柱施工作业,此次施工中在采研院科研人员现场指导下,施工单位积极配合,共同合作,使得73157井水力喷砂射孔压裂管柱现场作业获得成功。截止到目前,水力射孔压裂已在油田公司现场实施3井次,其中2009年完成施工的采油二厂15—4a井,施工后增产效

针对油田罐体内易沉积泥砂和这些含油泥砂难以自动清理的技术问题,选择圆锥收敛形冲砂喷嘴进行了水力冲砂性能的试验研究。确定了单个喷嘴的最佳冲砂流量和冲刷范围,得到流量q、喷距h(喷嘴与砂面垂直距离)、冲刷坑尺寸之间的关系,按此参数设计的水力冲砂喷嘴管网能使冲砂覆盖率达到99%,并能使油水界面基本不受扰动影响。

水力压裂原理

煤层水力压裂增透技术应用 刘延超何忠信曹承斌郑学斌 摘要：针对较难抽放煤层、采用水利压裂增透技术后透气性增加，抽放浓度增大，消除了瓦 斯超限隐患，保证了安全生产。 关键词：水利压裂、煤层增透 道清煤矿北斜井经沈阳煤科院测定煤的破坏类型为ⅱ～ⅲ类，煤的瓦斯放散 初速度指标δp介于5.41～15.28之间，煤的坚固性系数f值介于0.18～0.75 之间。属于较难抽放类型，施工的顺层钻孔、穿层钻孔往往单孔抽采浓度达不到 20%，抽采效果差，煤层开的采往往伴随着大量瓦斯涌出，瓦斯报警和瓦斯超限 的威胁越来越严重.随着开采深度的增加及地质构造复杂化、煤层透气性差、瓦 斯抽采效率低、当前瓦斯治理技术与装备不能满足需要，严重影响了采煤接续及 安全生产。为解决低透气性带来的瓦斯抽采困难的问题，提出了水力压裂增透技 术，通过实施水力压裂措施，增大煤体透气性，扩大钻孔影响半径，

水力压裂力学

先期固结压力的数值计算法——基于卡萨格兰德法，分析并确定土体先期团结压力曲线的拟合数学模型，根据先期固结压力的数值计算原理应用matlab软件可实现其数值求解，实例表明，matlab软件在土工试验数据处理上有很好的应用价值。

根据微张力减径机组轧制工艺,采用ansys/ls-dyna大型通用有限元分析软件对无缝钢管的微张力减径过程进行了数值计算,得到了钢管经过各机架时的应力场、应变场、壁厚的分布规律,以及金属的变形状态。模拟结果能够较好地诠释钢管减径过程中出现的壁厚不均等现象,模拟结果与实际生产中钢管变形行为状态基本吻合。研究结果对于技术人员分析、制定和优化钢管减径工艺制度具有较好的实践指导意义。

水力喷射压裂工艺技术介绍

以有压管道非恒定流微分方程组为基础,结合碗牛坝水电站具体边界条件,建立了基于特征线法的描述水电站突甩负荷过渡过程的数值模型,全面细致地模拟出了该电站突甩负荷过渡过程中任一时刻压力管道任一断面各水力要素和机组各工况参数的瞬变规律,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,对类似工程也有一定的参考价值。

为研究水力压裂过程中钻孔应变发展的特征,在不同应力条件下开展了钻孔水力压裂试验,测试分析了钻孔压裂段孔壁变形的规律。结果表明:在水压作用下,压裂段孔壁应变较为明显,存在拉伸和压缩2种类型,根据与水压的对应关系,2种应变曲线可分为4个发展阶段,即压裂管路排气阶段(应变小幅波动)、水压上升阶段(应变快速增加)、起裂延伸阶段(应变缓慢变化)和闭合阶段(应变急剧降低),其中压裂管路排气阶段对压缩应变的影响较小;拉伸应变的残余变形明显大于压缩变形,但压缩应变曲线与水压变化存在较好的一致性;孔壁应变是孔壁在水压作用下裂缝形成和扩展过程的表现。

随着油田开发的不断深入，油气勘探开发方向不断转向低渗透、薄油层。对于低渗透水平井，目前，水力喷砂压裂是一种有效的增产技术。水平井分段压裂技术主要包括水力喷砂分段压裂、滑套封隔器分段压裂和双封单卡机械分段压裂。能有效提高油田勘探开发综合效益，是大力发展水平井技术是高效开发复杂油气藏特别是低渗透、稠油和裂缝性气藏的重要举措。其技术已经在我国众多个油田中广泛使用。本文通过对平井水力喷砂分段压裂工艺设计进行了探讨，希望对平井水力喷砂分段压裂技术有所帮助。

刚果(金)zongoⅱ电站为低坝引水径流式电站,随着调压室断面面积的增加,机组调节保证参数和调压室涌浪向有利的方向变化,但是敏感性比较小。故通过计算,可确定合理的调压井尺寸。

在机械制造工厂中,清理各种材料或零件的表面多采用喷砂的方法。噴砂机前的喷嘴是用生鉄澆鑄出来的。噴砂时,具有4～5个大气压的压縮空气强力吹着砂子經过噴嘴噴射出来,使得金属喷嘴迅速地磨損。一般金属噴嘴寿命只有30～60分鐘,所以要經常拆換,增加生产成本。

采用泥沙冲刷模型对二维淹没射流冲刷无黏性砂床作了数值模拟,冲刷时间为10s。湍流模型选用rngk-ε模型,它对于低强度湍流和具有强烈剪切区域的流动应用更加广泛。数值计算结果和实验结果吻合比较良好。数值模拟结果和实验结果都表明:当冲刷时间相同时,射流速度越大,冲刷深度越大;当射流速度一定时,最大冲坑深度和冲刷时间呈对数关系。

利用流体力学有关原理,导出阿基米德螺线槽流量特性方程,为水力喷砂割缝设备微型流量控制阀的设计、制造、实验、应用提供了初步理论依据