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题名负压振动筛钻井液流动及气液分离数值模拟
被引量：2
- 1
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作者
侯勇俊
杜磊
孙麟
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机构
西南石油大学机电工程学院
渤海钻探工程有限公司第三钻井公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第12期30-37,共8页
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基金
四川省科技计划重点研发项目“沙漠钻井液随钻高效回收关键装备研究及应用”(2022YFQ0064)。
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文摘
负压振动筛是一种新型的固液分离设备,对钻屑表现出了出色的随钻干燥效果。然而,对于该设备的钻井液流动规律、空气和钻井液透过筛网后的气液分离机理以及效率等基础理论方面,迄今尚未进行深入的研究。为此,采用计算流体力学(CFD)方法,建立了负压振动筛的三维瞬态两相流筛分仿真模型;通过欧拉-欧拉多相流模型(VOF)和多孔介质模型,系统研究了负压作用时筛网上钻井液的流动规律和筛网下的压力分布特性。同时,探讨了负压对振动筛的处理量、钻井液透筛速度以及气液分离效率的影响。研究结果表明:在相同振动条件下,负压振动筛的透筛速度提高了87%,处理量增加了18%;在负压为-10 kPa时,分离效率达到95.8%。随着负压值的增大,气液分离效率下降;排气管道高度升高,气液分离效率增大。所得结论可为负压钻井液振动筛的研发与应用提供理论指导。
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关键词
负压振动筛
钻井液流动
气液分离
CFD
VOF
多孔介质
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Keywords
negative pressure shale shaker
drilling fluid flow
gas-liquid separation
CFD
VOF
porous media
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分类号
TE927
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名脉冲负压钻井液振动筛流场数值模拟
被引量：1
- 2
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作者
杜磊
侯勇俊
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机构
西南石油大学机电工程学院
石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台
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出处
《石油机械》
北大核心
2025年第2期37-43,共7页
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基金
四川省科技计划重点研发项目“沙漠钻井液随钻高效回收关键装备研究及应用”(2022YFQ0064)。
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文摘
为了增强钻井液在传统振动筛的透筛能力并且尽可能多地回收钻井液,开展了脉冲负压钻井液振动筛的研究。通过对脉冲负压钻井液振动筛进行三维建模,运用计算流体力学数值模拟方法,系统研究了脉冲负压振动筛在三角波、梯形波和正弦波3种变化形式及在2、4、5 Hz这3种频率变化工况下钻井液的流动和透筛规律。研究结果表明:在入口速度为1.8 m/s,负压值以频率为5 Hz的梯形波变化时,钻井液跑浆的风险最低,此时其覆盖率为87.5%,终止线的最大长度为1 787 mm;引入负压系统后,钻井液的透筛速度明显增大,负压段的最大平均透筛速度为0.52 m/s,是常压段最大透筛速度的6.2倍;分离效率在5及4 Hz梯形波条件下达到97.2%。研究结果可为钻井液振动筛的设计和应用带来新的思路。
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关键词
脉冲
负压钻井液振动筛
计算模型
数值模拟
筛面终止线
分离效率
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Keywords
pulse
negative pressure shale shaker
computational model
numerical simulation
deck termination line
separation efficiency
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分类号
TE926
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名负压钻井液振动筛上固相颗粒运移规律研究
被引量：13
- 3
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作者
侯勇俊
李文霞
吴先进
贺殷凯
李文平
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机构
西南石油大学机电工程学院
四川宝石机械专用车有限公司
长江大学资源与环境学院
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2018年第4期465-471,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51074132)
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文摘
钻井液振动筛是石油钻井固控系统的关键设备,用于钻井液中有害固相颗粒的清除和钻井液的回收,对节约资源和保护环境具有重要意义。随着石油工业的发展,要求钻井液振动筛提高处理量,因此提出了一种新型负压钻井液振动筛。负压钻井液振动筛与传统钻井液振动筛的区别在于前者利用振动筛分和真空过滤的联合作用来提高振动筛的处理量。为了更深入了解负压振动筛的性能,基于传统钻井液振动筛上的单颗粒模型,用力学观点详细讨论了固相颗粒在负压振动筛上的运移规律,比较了不同参数下固相颗粒在2种振动筛上的运动情况,并分析了负压系统的应用对振动筛结构参数的影响。结果表明负压振动筛上固相颗粒的运移速度小于传统振动筛上固相颗粒的运移速度,这更有利于固液分离;负压系统的应用对振动筛结构参数的影响较小,可直接将传统振动筛改造为负压振动筛。研究结果为负压振动筛的设计和现场使用提供了理论依据。
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关键词
负压振动筛
固相颗粒
运移规律
理论分析
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Keywords
negative pressure vibrating screen
solid particle
conveyance law
theoretical analysis
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分类号
TE9
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名负压钻井液振动筛气液喷射器性能的数值模拟研究
被引量：7
- 4
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作者
侯勇俊
李芬
吴先进
刘有平
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机构
西南石油大学机电工程学院
四川宝石机械专用车有限公司
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2019年第4期423-432,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51705437)
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文摘
随着石油钻井技术的发展,传统钻井液振动筛不能满足现有工程需求,因此提出了一种新型负压钻井液振动筛。气液喷射器是负压钻井液振动筛的核心设备,通过它在筛网下方形成负压区域,使钻井液受振动和负压的复合作用,增大钻井液透过筛网的能力,因此其性能直接影响负压振动筛的处理效率。为了提高负压振动筛的工作效率,需要对气液喷射器的结构和工况进行合理设计。运用流体动量守恒方程,推导出恒定流动状态下气液喷射器混合室的动量方程及其性能计算方程。运用计算流体力学方法对气液喷射器内部复杂的两相流动过程进行数值模拟,并通过对比数值模拟结果与理论计算结果来验证数值模型的合理性。对不同引射流体液体体积分数、工作气体压力、喷嘴距和喷管面积比下气液喷射器的喷射效果进行数值模拟,结果表明气液喷射器的工作参数和结构参数对其喷射系数和真空度有极大的影响。根据模拟结果可知,在引射液体体积分数为30%、工作气体压力为300kPa、喷嘴距为60mm、喷管面积比为3.484的情况下,气液喷射器的性能达到最佳。研究结果为负压钻井液振动筛中气液喷射装置的设计和现场应用提供了理论依据。
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关键词
负压振动筛
气液喷射器
数值模拟
喷射系数
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Keywords
negative pressure shale shaker
gas-liquid ejector
numerical simulation
ejection coefficient
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分类号
TH36
[机械工程—机械制造及自动化]
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