一种精确测量深水导管架井口导向空间位置的新方法

在海洋导管架平台建造测量中,井口导向空间位置的精度会直接影响多层井口导向共线度,进而影响隔水套管的海上安装,因此导管架井口导向空间位置是需要精确控制的重要位置之一。为提高井口导向圆心的测量精度,提出一种同心圆拟合新算法。该方法同时测量井口导向内皮和外皮测量点坐标数据,较传统方法增加了测量点数量,而且测量点分布更广更合理,因此大大提高了圆心测量的精度,该方法对精确控制海洋导管架建造具有一定作用。     

水环稠油运输中的球阀内流动结构数值模拟

为了探寻球阀开闭过程对环状流动结构的影响规律,采用N-S方程和湍流模型描述流体流动,采用CLSVOF模型和CSF模型追踪油水界面,建立了数值方程与分析模型,分析了球阀不同开度和不同流速下油水环状流在球阀内及阀后的漩涡与射流结构。分析结果表明:低开度下,漩涡中心位置与射流距离均受阀门开度的影响,流速越大,漩涡越强烈;阀门开度大于40%以后,漩涡逐渐减弱;阀门开度增大,则射流距离减小,且流速越高时,射流距离越大。所得结论对研究油水环状流在管道运输中的稳定性具有重要意义。     

核电安全壳内分离式热管蒸发段管束流体流动传热模拟

为了提高核电安全壳固有的安全性,设计了一种使用分离式热管的核电安全壳非能动冷却系统。采用计算流体力学方法对内径为?80 mm的大型分离式热管蒸发段管束内的流体流动与传热特性进行了模拟,得到了蒸发段管束内流体的流型以及不同因素对蒸发段管束内换热的影响。数值模拟结果表明,大型分离式热管蒸发段管束中流体的主要流型为混搅流;管内的汽泡带动液态水向上流动,部分液态水回流并冲刷壁面,换热管中心的流体流速要大于管壁附近的流体流速;在蒸发段倾角为50°～90°时,倾角越大换热效果越好,管间距取管径的1.75～2.25倍时,管间距越大换热效果越好。     

大规模水力压裂过程中超级13Cr 油管冲蚀预测模型建立

大规模水力压裂过程中,高速流动的携砂压裂液会对油管内壁造成冲蚀,导致油管壁厚减薄,承载能力降低。为了准确预测大规模水力压裂过程中油管的冲蚀速率,利用自制的冲蚀实验装置,采用0.2 % 胍胶压裂液与40/70 目石英砂混合形成的液固两相流体,实验研究了冲蚀角度和流体流速对超级13Cr 油管冲蚀速率的影响,建立了适用于大排量高砂比压裂的冲蚀预测模型,运用新模型,可以比较准确地预测注入总液量和排量对超级13Cr 油管壁厚损失的影响。算例分析结果表明,大规模压裂过程中,超级13Cr 油管的壁厚损失范围为0.2~1.3 mm,应该控制排量和砂含量,防止油管壁由于冲蚀而导致安全性降低。     

水平井油水两相分层流分相流量测量方法

为了准确测量和评价水平井油水产出剖面,将水平井油水两相流动态测量实验和数值模拟相结合,建立了水平井油水两相分层流分相流量测量方法。实验中将微涡轮和微电容组合测井仪置于井筒截面不同高度处同步测量局部流体速度和持水率,研究了油水两相分层流水平井中不同总流量和含水率情况下5个测量点处涡轮及电容传感器的响应特性。采用持水率插值成像算法确定局部流体性质和油水分界面高度,将局部流体速度的涡轮测量值与数值模拟计算值相结合建立了过流截面速度场分布最优化计算模型,进而实现了水平井油水两相分层流分相流量的测量。5个测量点处流体速度的实验测量值和理论计算值基本一致,计算的总流量和含水率与实验设定值也基本吻合,表明该方法具有较高的准确度。图15表1参14     

PAM对磨料浆体射流速度的影响规律研究

利用PIV测速技术对淹没条件下磨料浆体射流中，流体及磨料的速度与PAM的浓度的关系进行了系统的测量研究。研究发现，随浆体中聚合物浓度增加，射流中流体速度以及磨料颗粒的速度都相应增加，并且随聚物的浓度提高，射流的会聚性增加；磨料颗粒的粒径大小对磨料在射流中的跟随速度有重要影响。同样条件下，颗粒粒径越大在射流中的速度越低。大理石切割实验基本证明了PIV速度测量的结果。     

气液两相流通过管壁小孔分配特性的试验研究

以开有小孔的管壁为研究对象,对层流下气液两相流通过管壁小孔的分配特性进行了理论分析和试验研究。结果表明,气液两相流通过管壁小孔的流动存在一临界高度hb,如果小孔入口与气液界面之间的距离h大于该临界高度,将不会发生夹带现象,临界高度hb主要取决于小孔两侧的压差;对于小孔分别位于气相集中区或液相集中区的分配器,进入分流回路的分流体为单相气体或单相液体或质量含气率为固定常数的两相流体;对4孔分配器,进入小孔的气液含量与孔的位置以及管内气液相分布有关,气液相分流系数受主管流型波动影响较大。     

含静态混合元件管内流体速度测量与实验系统

为了研究含静态混合元件炉管中流体边界层被破坏的行为规律 ,设计了 2种实验系统和测量方法。对模拟状态下流体的速度场进行测量与显示 ,所获得的结果可用于直观比较 ,也可为数值研究和工业应用提供可信度高的参照依据。由流体实验得出结论 :(1)静态混合元件对流体的扰动可用 7孔探针测量方法测量 ,测量结果可用于直观比较和定性分析 ;(2 )PIV方法也可用于静态混合元件扰动流场的测量 ,但受圆形管子光折射率的限制 ,用于管外近距离处测量 ,可获得管截面的速度分布。     

62JL-04型机械式自动清蜡器

６２ＪＬ－０４型机械式自动清蜡器利用抽油杆上、下冲程运动对油井进行自动清蜡,主要由刮蜡器、安全节及上、下换向器３部分组成,刮蜡器主要由步进簧、步进齿、换向齿和连刀体等部件构成。 刮蜡器通过步进簧的作用,紧抱抽油杆,换向齿作用于油管内壁。当换向齿向上倾斜于油管内壁时,上冲程时,换向齿支撑管壁。刮蜡器原地不动,抽油杆在步进齿上运移一个冲程的距离,同时刮除了该段抽油杆上的结蜡;下冲程时,刮蜡器在步进齿的作用下随抽油杆一并下行,同时连刀体刮除了该段油管内壁上的结蜡,如此往复运移至下换向器。刮蜡器进入到厂…     

筒体轴向斜接管区应力状况考察

对筒体轴向斜接管区的应力分布状况用电测法进行了实验研究。考察了接管轴线与筒体表面法线间夹角ψ、接管外径 d0 、接管壁厚和筒体厚度比 t/ T等结构参数对应力集中系数 K的影响。     

螺旋缝埋弧焊弯管残余应力及使用安全性研究

为探明感应加热控轧钢螺旋缝埋弧焊管弯制后残余应力对使用安全性的影响 ,采用机械切割应力释放法 ,选取外径为 711mm、壁厚为 9 5mm的X60钢级的直管、弯管和热处理后弯管 ,进行内外表面残余应力的测试和力学性能试验。结果表明 ,感应加热控轧钢推制弯管的残余应力较直管明显增加 ,经回火热处理后 ,虽然残余应力状态得到明显改善 ,但强度指标进一步降低。还采用失效评定图技术和PREFIS软件分析了弯管热处理前后的使用安全性 ,指出残余应力对弯管的脆断倾向有较大的影响。据此建议对弯管的推制工艺和热处理去应力工艺展开研究 ,以尽量减小弯制和热处理中引入的残余应力并保持较高强度     

井筒砂粒运移规律室内模拟实验研究

利用研制的井筒携砂实验装置,模拟了一定砂粒配比下不同井型中的携砂情况.观察了颗粒在不同倾斜角度的井筒中的运移方式,测定了不同粒径的砂粒被携带出的临界流量,揭示了颗粒直径同流体流量关系变化规律.实验结果表明,流体的流速和携砂管的倾斜程度对砂粒携带能力有很大影响,流体流速越大,携带的颗粒直径也越大,砂粒在携砂管中的流动方式随携砂管倾斜角度而变化,携砂管垂直放置时,颗粒以均匀悬浮方式运移:携砂管倾斜时,颗粒以非均匀分层流动、跳跃和移动床流动方式运移.同一粒径砂粒在不同倾斜携砂管中的临界流量表明,携砂管倾斜60°时,携带能力最弱,携砂管垂直时携砂能力最强.     

某G105钻杆管体刺穿失效原因分析

针对某井G105钻杆管体刺穿失效问题,通过化学成分分析、力学性能测试、金相检测、扫描电镜（SEM）等手段,对该失效钻杆管体刺穿失效原因进行综合分析。结果表明,钻杆管体刺穿的主要原因是在交变载荷作用和Cl-作用下,钻杆外表面腐蚀坑底的裂纹萌生并加速扩展,当裂纹扩展穿透整个壁厚时,高压钻井液从内孔刺出,形成冲蚀,导致管体刺穿失效。最后指出,应加强对同批钻杆的无损探伤检验,避免带腐蚀疲劳微裂纹的钻杆下井使用。     

钻井液对钻杆接头冲蚀规律的试验研究

钻杆受到钻井液的冲蚀会有不同程度的损伤,若在钻杆接头部位出现冲蚀坑就可能使钻杆失效,引发钻井事故。鉴于此,通过试验分析了钻井液流量、粘度、密度、钻井液中固相颗粒体积分数及固相颗粒粒径对钻杆接头冲蚀量的影响规律。结果表明,钻井液密度对钻杆接头的冲蚀影响基本可以忽略;钻井液流量与粘度的增大会导致冲蚀量增大;固相颗粒是造成钻杆接头冲蚀的主要原因,固相颗粒体积分数的增大与粒径的减小均会导致冲蚀量增加。冲蚀量较大的位置在钻杆内外接头结合处、公接头与钻杆本体焊接后端台阶处以及公接头出口处。因此,应在强度等条件允许的情况下,改进钻杆接头部分的结构与尺寸,使流动平稳地过渡,防止因截面突变而引起涡流的产生或流速的加快,以尽量减少冲蚀量;在钻井过程中,应当采取切实有效的措施加强对固相的控制。     

螺旋管道内幂律流体流动数值模拟

螺旋管道可作为聚合物溶液的分层配注器.根据螺旋管道内聚合物溶液的流动特征,建立了正交螺旋坐标系下Navier-Stokes方程.通过无因次分析,得到了螺旋管道内充分发展幂律流体流动的控制方程组.采用有限容积法,研究了圆截面螺旋管道内幂律流体的流动规律;采用三角形网格进行了数值计算.讨论了曲率和挠度对二次流动、流函数等值线和轴向速度的影响,研究了不同曲率和挠度螺旋管道内流量与压力梯度之间的关系.在相同流量下,螺旋管挠度和曲率越大,压力梯度越大;挠度和曲率相同的螺旋管流量越大,压力梯度越大.     

大量程比的流量测量方案

大量程流量的测量一直是业界研究的问题。为解决大量程流量的测量,根据流体流量、管径、流速之间的关系,讨论测量方案中管径的匹配、方案实施时PLC程序的实现和应用注意事项等,该设计方案已经获得实际应用,实践表明采用三管道大量程比流量的测量方案不仅可获得高达400∶1的范围度,而且能够在较低性价比条件下保证足够的测量精度,因此,特别适合贸易结算和需要大范围度流量测量的应用场合。     

螺旋焊接钢管的直径控制

螺旋焊接钢管的直径控制是螺旋焊管生产的重要质量指标之一。在三辊式成型机设置调径辊控制生产过程中的螺旋焊管直径，方法简单，控制准确。若采用螺旋焊管周长自动控制系统可以实现自动化控制螺旋焊管的直径。     

制氢装置中变气管道异径管开裂原因分析

文章通过对制氢装置中变气管道使用的操作条件、工艺介质进行分析;对异径管道裂纹进行宏观观察、渗透检测;对管道母材进行了硬度测试、金相观察、化学成分分析;对裂纹断口进行宏观、微观检查。发现管道上裂纹由内壁起源,呈弧形向外壁扩展,断口平齐未见明显的塑性变形和腐蚀结垢特征,且裂纹几乎穿透整个壁厚;管道小头端母材中有大量的滑移线,显微组织为奥氏体加形变诱导马氏体组织,具有典型的冷作硬化特征,还有少量孪晶;管道母材硬度值不符合奥氏体不锈钢硬度值不大于190 HB的规定,且管道大头、小头端外壁硬度差别较大。由此得出异径管道成型后未进行最终固溶处理是导致开裂的最根本原因,并对此类不锈钢管件在使用中如何防止开裂提出了相应的防护措施。     

长输油气管道的钢管设计选用

介绍了长输油气管道用钢管的选用程序和原则.在此基础上,根据管输介质、管径、设计压力、自然条件等因素,结合几种常用钢管的优缺点,确定管型;在进行钢级的选择时,应考虑钢管可焊性、焊接工艺、壁厚圆整和最小壁厚等问题.     

浅谈我国焊管行业的现状与发展

我国焊管工业的现状是品种单一，小口径相组多，大中口径相组少，高档次焊管少，特殊用途的焊管发展缓慢。根据这一现状，提出了发展焊管新品种，开发耐高压，大壁厚高强度，高韧性的油气输送管，高压锅炉管，油井用管及高强度机械管等高质量焊管。文章还分析了焊管工业技术装备现状及发展趋势，指出了产业结构的调整措施。