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水力喷射工具射孔过程液固两相流冲蚀数值模拟
被引量:
10
1
作者
王治国
冉亚楠
+2 位作者
隆世明
崔璐
窦益华
《石油机械》
2015年第9期61-65,共5页
鉴于国内外运用多相流数值模拟方法对水力喷射工具冲蚀研究有待深入的现状,基于多级水力喷射工具单级喷枪,采用颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日离散相模型,对水平井水力喷砂射孔过程进行流场分析及冲蚀速率计算。分析了单级喷枪上、下游喷嘴流...
鉴于国内外运用多相流数值模拟方法对水力喷射工具冲蚀研究有待深入的现状,基于多级水力喷射工具单级喷枪,采用颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日离散相模型,对水平井水力喷砂射孔过程进行流场分析及冲蚀速率计算。分析了单级喷枪上、下游喷嘴流场分布的不均匀性,以及这种不均匀性导致的工具内部各个喷嘴冲蚀速率的差异。分析结果表明,水力喷砂射孔过程中,水力喷射工具单级喷枪上、下游喷嘴流场呈现不均匀性,上游喷嘴单位时间通过的液体多于下游喷嘴,下游喷嘴的砂浓度高于上游3个喷嘴;水力喷射工具单级喷枪内壁面和外壁面都会受到液固两相流体的严重冲蚀,最大冲蚀速率发生在喷枪内壁下游喷嘴入口区域。
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关键词
水力喷射工具
液固两相流
冲蚀速率
单级喷枪
流场分析
数值模拟
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职称材料
水力喷射工具用35CrMo钢抗冲蚀性能研究
被引量:
9
2
作者
崔璐
李浩
+2 位作者
张文
宫娜娜
李景彬
《石油机械》
2015年第3期83-87,共5页
为了解水力喷射工具用35Cr Mo钢的抗冲蚀性能,模拟实际水力喷射压裂工况,用质量分数0.2%的羟丙基瓜尔胶溶液与石英砂固液混合溶液对35Cr Mo钢试样进行冲刷试验,并借助扫描电子显微镜(SEM)对试验后试样表面形貌进行分析,研究液体入射角...
为了解水力喷射工具用35Cr Mo钢的抗冲蚀性能,模拟实际水力喷射压裂工况,用质量分数0.2%的羟丙基瓜尔胶溶液与石英砂固液混合溶液对35Cr Mo钢试样进行冲刷试验,并借助扫描电子显微镜(SEM)对试验后试样表面形貌进行分析,研究液体入射角和入射流速对冲蚀速率的影响。研究结果表明,上述混合溶液对35Cr Mo钢的冲蚀作用主要表现为机械冲刷磨损;损伤机理为微切削与冲击锻打,小角度入射时以微切削为主,大角度入射时以冲击锻打为主;当冲刷溶液的入射角度为45°时,试样表面冲蚀磨损最严重;入射流体流速的临界值约为8.2 m/s,当流速小于8.2 m/s时,随入射流速的升高,冲蚀速率增加较为平缓,当流速大于8.2 m/s时,冲蚀速率随入射流速升高而迅速上升。因此冲蚀速率与入射流速间的拟合关系应在低流速区和高流速区分段考虑。
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关键词
水力喷射工具
羟丙基瓜尔胶
35Cr
Mo钢
冲蚀速率
入射角
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职称材料
水力喷射工具外壁反溅冲蚀数值分析
被引量:
4
3
作者
秦彦斌
杨伯客
+2 位作者
韦亮
米红学
窦益华
《西安石油大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019年第3期74-80,共7页
水力射孔技术利用高速含颗粒两相流的冲蚀作用对目标壁面打孔或切割作业,在射孔过程中高速两相流会反溅至工具外壁引起冲蚀破坏,严重时会使工具失效。本文利用欧拉-拉格朗日模型计算高速颗粒喷射反弹后的运动状态,得到水力射孔工具外壁...
水力射孔技术利用高速含颗粒两相流的冲蚀作用对目标壁面打孔或切割作业,在射孔过程中高速两相流会反溅至工具外壁引起冲蚀破坏,严重时会使工具失效。本文利用欧拉-拉格朗日模型计算高速颗粒喷射反弹后的运动状态,得到水力射孔工具外壁的反溅冲蚀速率及区域,得到颗粒的反溅运动规律及反溅冲蚀的主要影响因素。计算结果显示随着射孔孔深的变化,颗粒反溅撞击速度和角度发生改变;随射孔深度增加反溅冲蚀速率降低,而反溅冲蚀区域增大;反溅冲蚀速率会随着喷射速度增大而增加,而反溅冲蚀区域基本不受喷射速度影响。因此,反溅冲蚀速率主要受射孔液喷射速度影响,而反溅冲蚀区域主要受射孔深度影响。
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关键词
水力喷射工具
水力
射孔
液固两相流
反溅冲蚀
离散相模型
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职称材料
长庆油田水平井体积压裂工具发展浅析
被引量:
36
4
作者
任勇
冯长青
+4 位作者
胡相君
张文星
何华
蒙鑫
赵粉霞
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2015年第2期75-81,共7页
长庆油田致密油资源丰富,水平井钻井及体积压裂工艺是主要开发方式,而体积压裂工具是工艺实现的关键。通过对前期水平井分段改造管柱及配套工具对比分析,结合体积压裂工艺在作业排量、多簇射孔方式等方面对工具的要求,重点介绍了水力喷...
长庆油田致密油资源丰富,水平井钻井及体积压裂工艺是主要开发方式,而体积压裂工具是工艺实现的关键。通过对前期水平井分段改造管柱及配套工具对比分析,结合体积压裂工艺在作业排量、多簇射孔方式等方面对工具的要求,重点介绍了水力喷射分段多簇体积压裂工具、大通径快钻桥塞压裂工具和可开关套管滑套压裂工具。结果表明,在139.7mm套管固井完井条件下,当施工总排量低于8m3/min时,水力喷射分段多簇体积压裂工具具有操作简单、作业成本低的优点,成为长庆油田水平井体积压裂主体工具,已规模应用505口油田水平井;当施工排量超过8m3/min时,则采用大通径快钻桥塞压裂工具,该工具压后无需钻磨,可直接放喷、投产,已在长庆油田应用井数42口;而可开关套管滑套压裂工具不仅可以满足大排量压裂改造,还考虑了后期分层测试以及找水、堵水、重复改造等需要,将是最具有发展潜力的工具,它代表着体积压裂工具的发展方向。
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关键词
油田水平井
体积压裂
工具
水力
喷射
分段多簇压裂
工具
大通径快钻桥塞
可开关套管滑套压裂
工具
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职称材料
题名
水力喷射工具射孔过程液固两相流冲蚀数值模拟
被引量:
10
1
作者
王治国
冉亚楠
隆世明
崔璐
窦益华
机构
西安石油大学机械工程学院
川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司
出处
《石油机械》
2015年第9期61-65,共5页
基金
国家科技重大专项"超深超高压气井油套管柱安全评价与控制技术研究"(2011ZX05046-03-07)
陕西省自然科学基础研究计划面上项目"大排量高砂比水力压裂管柱冲蚀机理研究"(2015JM5223)
中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司项目"油井水平井水力喷射体积压裂工具研究"(CQ2014B-17-1-4)
文摘
鉴于国内外运用多相流数值模拟方法对水力喷射工具冲蚀研究有待深入的现状,基于多级水力喷射工具单级喷枪,采用颗粒碰撞的欧拉-拉格朗日离散相模型,对水平井水力喷砂射孔过程进行流场分析及冲蚀速率计算。分析了单级喷枪上、下游喷嘴流场分布的不均匀性,以及这种不均匀性导致的工具内部各个喷嘴冲蚀速率的差异。分析结果表明,水力喷砂射孔过程中,水力喷射工具单级喷枪上、下游喷嘴流场呈现不均匀性,上游喷嘴单位时间通过的液体多于下游喷嘴,下游喷嘴的砂浓度高于上游3个喷嘴;水力喷射工具单级喷枪内壁面和外壁面都会受到液固两相流体的严重冲蚀,最大冲蚀速率发生在喷枪内壁下游喷嘴入口区域。
关键词
水力喷射工具
液固两相流
冲蚀速率
单级喷枪
流场分析
数值模拟
Keywords
hydraulic jetting tool
solid-liquid two phase flow
erosion rate
single-stage spray gun
flow field analysis
numerical simulation
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
水力喷射工具用35CrMo钢抗冲蚀性能研究
被引量:
9
2
作者
崔璐
李浩
张文
宫娜娜
李景彬
机构
西安石油大学
川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司
出处
《石油机械》
2015年第3期83-87,共5页
基金
国家科技重大专项"超深超高压气井油套管柱安全评价与控制技术研究"(2011ZX05046-03-07)
中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司项目"油井水平井水力喷射体积压裂工具研究"(CQ2014B-17-1-4)
文摘
为了解水力喷射工具用35Cr Mo钢的抗冲蚀性能,模拟实际水力喷射压裂工况,用质量分数0.2%的羟丙基瓜尔胶溶液与石英砂固液混合溶液对35Cr Mo钢试样进行冲刷试验,并借助扫描电子显微镜(SEM)对试验后试样表面形貌进行分析,研究液体入射角和入射流速对冲蚀速率的影响。研究结果表明,上述混合溶液对35Cr Mo钢的冲蚀作用主要表现为机械冲刷磨损;损伤机理为微切削与冲击锻打,小角度入射时以微切削为主,大角度入射时以冲击锻打为主;当冲刷溶液的入射角度为45°时,试样表面冲蚀磨损最严重;入射流体流速的临界值约为8.2 m/s,当流速小于8.2 m/s时,随入射流速的升高,冲蚀速率增加较为平缓,当流速大于8.2 m/s时,冲蚀速率随入射流速升高而迅速上升。因此冲蚀速率与入射流速间的拟合关系应在低流速区和高流速区分段考虑。
关键词
水力喷射工具
羟丙基瓜尔胶
35Cr
Mo钢
冲蚀速率
入射角
Keywords
hydraulic jetting tools
hydroxypropyl guar
35Cr Mo steel
erosion rate
incident angle
分类号
TE357.1 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
水力喷射工具外壁反溅冲蚀数值分析
被引量:
4
3
作者
秦彦斌
杨伯客
韦亮
米红学
窦益华
机构
西安石油大学机械工程学院
中国石油西部钻探试油公司
出处
《西安石油大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019年第3期74-80,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目“页岩气水平井压裂与生产套管变形机理及其控制机制研究”(51674199)
文摘
水力射孔技术利用高速含颗粒两相流的冲蚀作用对目标壁面打孔或切割作业,在射孔过程中高速两相流会反溅至工具外壁引起冲蚀破坏,严重时会使工具失效。本文利用欧拉-拉格朗日模型计算高速颗粒喷射反弹后的运动状态,得到水力射孔工具外壁的反溅冲蚀速率及区域,得到颗粒的反溅运动规律及反溅冲蚀的主要影响因素。计算结果显示随着射孔孔深的变化,颗粒反溅撞击速度和角度发生改变;随射孔深度增加反溅冲蚀速率降低,而反溅冲蚀区域增大;反溅冲蚀速率会随着喷射速度增大而增加,而反溅冲蚀区域基本不受喷射速度影响。因此,反溅冲蚀速率主要受射孔液喷射速度影响,而反溅冲蚀区域主要受射孔深度影响。
关键词
水力喷射工具
水力
射孔
液固两相流
反溅冲蚀
离散相模型
Keywords
hydraulic jet tool
hydraulic perforation
solid-liquid two-phase flow
erosion
discrete phase model
分类号
TE357.1 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
长庆油田水平井体积压裂工具发展浅析
被引量:
36
4
作者
任勇
冯长青
胡相君
张文星
何华
蒙鑫
赵粉霞
机构
低渗透油气田勘探开发国家工程实验室
中国石油长庆油田公司油气工艺研究院
出处
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2015年第2期75-81,共7页
基金
国家科技重大专项"鄂尔多斯盆地大型低渗透岩性地层油气藏开发示范工程"(2011ZX05044)
文摘
长庆油田致密油资源丰富,水平井钻井及体积压裂工艺是主要开发方式,而体积压裂工具是工艺实现的关键。通过对前期水平井分段改造管柱及配套工具对比分析,结合体积压裂工艺在作业排量、多簇射孔方式等方面对工具的要求,重点介绍了水力喷射分段多簇体积压裂工具、大通径快钻桥塞压裂工具和可开关套管滑套压裂工具。结果表明,在139.7mm套管固井完井条件下,当施工总排量低于8m3/min时,水力喷射分段多簇体积压裂工具具有操作简单、作业成本低的优点,成为长庆油田水平井体积压裂主体工具,已规模应用505口油田水平井;当施工排量超过8m3/min时,则采用大通径快钻桥塞压裂工具,该工具压后无需钻磨,可直接放喷、投产,已在长庆油田应用井数42口;而可开关套管滑套压裂工具不仅可以满足大排量压裂改造,还考虑了后期分层测试以及找水、堵水、重复改造等需要,将是最具有发展潜力的工具,它代表着体积压裂工具的发展方向。
关键词
油田水平井
体积压裂
工具
水力
喷射
分段多簇压裂
工具
大通径快钻桥塞
可开关套管滑套压裂
工具
Keywords
horizontal wells of oilfield,volume-fracturing tools,hydro-jetting cluster-perforating fracturing tools,large-bore and fast-dril
分类号
TE934.2 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水力喷射工具射孔过程液固两相流冲蚀数值模拟
王治国
冉亚楠
隆世明
崔璐
窦益华
《石油机械》
2015
10
在线阅读
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职称材料
2
水力喷射工具用35CrMo钢抗冲蚀性能研究
崔璐
李浩
张文
宫娜娜
李景彬
《石油机械》
2015
9
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下载PDF
职称材料
3
水力喷射工具外壁反溅冲蚀数值分析
秦彦斌
杨伯客
韦亮
米红学
窦益华
《西安石油大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
长庆油田水平井体积压裂工具发展浅析
任勇
冯长青
胡相君
张文星
何华
蒙鑫
赵粉霞
《中国石油勘探》
CAS
北大核心
2015
36
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