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超临界CO_(2)复合压裂页岩裂缝扩展及增渗机理
1
作者 蔡灿 冯彪 +2 位作者 陈浩 张烈辉 杨显鹏 《天然气工业》 北大核心 2025年第9期104-113,共10页
超临界CO_(2)复合压裂采用超临界CO_(2)作为前置液,胍胶压裂液作为携砂液,现场试验已初步验证了该技术的有效性。然而,超临界CO_(2)复合压裂过程中,两阶段流体如何协同作用影响着最终的裂缝形态及导流能力,对此仍缺乏系统深入的实验研... 超临界CO_(2)复合压裂采用超临界CO_(2)作为前置液,胍胶压裂液作为携砂液,现场试验已初步验证了该技术的有效性。然而,超临界CO_(2)复合压裂过程中,两阶段流体如何协同作用影响着最终的裂缝形态及导流能力,对此仍缺乏系统深入的实验研究和认识。为了深入认识超临界CO_(2)复合压裂机理,采用室内三轴压裂实验方法,系统对比了胍胶压裂、超临界CO_(2)压裂、超临界CO_(2)复合压裂3种方式的裂缝扩展形态特征,定量表征了裂缝宽度、复杂度和渗透率等关键参数,从实验室角度揭示了复合压裂的缝网复杂度增强和增渗机理。研究结果表明:①超临界CO_(2)压裂比胍胶压裂更容易连通层理等不连续面,形成更多分支裂缝,产生更为复杂的裂缝形貌;②随着层理倾角的增加,超临界CO_(2)复合压裂更容易形成复杂的裂缝网络,在层理倾角为90°时,复合压裂可广泛连通岩石中层理和天然裂缝,增加改造体积;③超临界CO_(2)复合压裂中,胍胶压裂可以显著增加超临界CO_(2)压裂阶段裂缝的复杂度(增加33.6%)和宽度(增加7.08倍),并使渗透率提升一个数量级。结论认为,该研究结果揭示了超临界CO_(2)复合压裂两阶段流体的前置造缝、缝网扩展及协同增渗机制,可为页岩气、煤层气、致密气等非常规储层的高效压裂改造提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 压裂 页岩 裂缝扩展 裂缝宽度 渗透率 增渗机理
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四川盆地蓬莱气区PDC钻头选型及钻井参数优化
2
作者 刘伟吉 张家辉 +2 位作者 温晓松 祝效华 蔡志翔 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第5期76-85,共10页
四川盆地川中古隆起北斜坡的蓬莱气区埋藏深大、压力系统复杂、岩石研磨性强,平均钻速不足2.5 m/h,钻头使用寿命仅60~90 h,钻头与地层适配性差,严重制约了钻井提速。为此,提出了一种主客观相结合的PDC钻头选型及钻井参数优化方法:建立... 四川盆地川中古隆起北斜坡的蓬莱气区埋藏深大、压力系统复杂、岩石研磨性强,平均钻速不足2.5 m/h,钻头使用寿命仅60~90 h,钻头与地层适配性差,严重制约了钻井提速。为此,提出了一种主客观相结合的PDC钻头选型及钻井参数优化方法:建立蓬莱气区钻头数据库,并进行数据预处理;采用主客观相结合的评价方法,对比4种人工智能模型,选择拟合精度较高的CNN−GRU−Attention作为预测模型;以网格搜索锁定最优钻进参数组合。研究结果表明,PDC钻头选型之后相较于原始机械比能降低了28.8%,进一步优化钻井参数后机械比能相较于选型之前降低了31.2%。研究结果对于提升四川盆地蓬莱气区钻井效率具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 钻头失效 钻头选型 评价模型 钻井参数优化 蓬莱气区 四川盆地
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基于本征正交分解的风电机组结构在线状态监测
3
作者 金晓航 杨昊旋 +3 位作者 郭远晶 张杰 彭光健 翁泽宇 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期547-555,共9页
为掌握风电机组结构健康状态信息,降低运维成本,避免倒塔、叶片断裂等重大故障的发生,提出一种基于本征正交分解的风电机组大型结构部件的状态监测方法。所提方法使用本征正交分解对结构有限元模型进行降维分析,可减少计算成本,达到在... 为掌握风电机组结构健康状态信息,降低运维成本,避免倒塔、叶片断裂等重大故障的发生,提出一种基于本征正交分解的风电机组大型结构部件的状态监测方法。所提方法使用本征正交分解对结构有限元模型进行降维分析,可减少计算成本,达到在线监测的目的。针对塔筒与叶片的实际情况,分别构建有限元模型并降阶:将塔筒简化为梁的静力学问题,使用本征正交分解构建降阶模型,搭建试验平台验证方法的可行性;将叶片简化为中心刚体-柔性梁模型,通过模型的降阶分析,快速计算获取叶片的瞬态响应。通过与其他方法的对比分析以及结果的讨论,表明所提方法可有效实现风电机组结构部件健康状态的在线监测。 展开更多
关键词 本征正交分解 有限元法 风电机组 状态监测 塔筒 叶片
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特高压井口节流阀节流性能及结构分析
4
作者 周天明 何强 +2 位作者 王俊玉 戴启平 韩传军 《石油机械》 北大核心 2025年第7期75-82,共8页
针对特高压井口设备中节流阀易产生冲蚀失效的问题,提出了双楔形节流阀阀芯和防冲刺保护套的设计方案,并对所设计的9种双楔形阀芯分别在不同开度下的流场特性进行了分析。研究结果表明:双楔形节流阀阀芯的抗冲蚀性能优于单楔形节流阀阀... 针对特高压井口设备中节流阀易产生冲蚀失效的问题,提出了双楔形节流阀阀芯和防冲刺保护套的设计方案,并对所设计的9种双楔形阀芯分别在不同开度下的流场特性进行了分析。研究结果表明:双楔形节流阀阀芯的抗冲蚀性能优于单楔形节流阀阀芯;随着阀芯行程的增加,钻井液通过阀芯楔形面处的速度呈增加趋势,钻井液对阀芯及阀芯下方的壁面产生较强的冲蚀;9种双楔形阀芯中,凸面对称阀芯节流和抗冲蚀性能最好,其压降曲线的线性回归决定系数为99.6%;腔体尺寸对节流阀性能的影响较大,腔体尺寸扩大30 mm,最大速度平均下降3.87%;安装阀芯防冲刺保护套后,流体最大速度平均下降30.35%,延长了阀芯的使用寿命。研究结果可为特高压井口节流阀的设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 特高压井口 楔形节流阀 双楔形面 冲蚀磨损 优化设计
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游梁式抽油机飞轮储能系统设计及实验 被引量：2
5
作者 周勇 陈香玉 +3 位作者 简霖 王扶辉 田德高 韩传军 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期593-599,共7页
现役的游梁式抽油机耗电量超过油田生产总用电量的50%,其总效率往往低于30%,抽油机系统的效率低下造成了电能的较大浪费,而游梁式抽油机的工作原理及结构特点有利于采用飞轮储能装置提高其效率。本工作设计了适用于游梁式抽油机的飞轮... 现役的游梁式抽油机耗电量超过油田生产总用电量的50%,其总效率往往低于30%,抽油机系统的效率低下造成了电能的较大浪费,而游梁式抽油机的工作原理及结构特点有利于采用飞轮储能装置提高其效率。本工作设计了适用于游梁式抽油机的飞轮储能系统,建立了抽油机动力学仿真模型,搭建了相应的实验测试平台,采用仿真分析和实验研究相结合的方法验证了储能系统的可行性,并探讨了加入储能飞轮后对抽油机能耗的影响。实验结果表明:储能飞轮在上冲程释放能量,在下冲程吸收能量;加入飞轮后电机功率曲线峰值由782 W减小为620 W,电机的谷值功率由-448 W变为-359 W,即降低峰值和增加谷值,使电机运行更加平稳。最后通过实验对比了仿真和测试数据,验证抽油机飞轮储能系统的节能效果:在冲程冲次不变,负载相近的情况下,实验所得结果与仿真分析的数据结果趋近,游梁式抽油机飞轮储能装置能节约15.7%的能量,具有明显节能效果,为游梁式抽油机应用飞轮储能系统实现节能降耗提供了参考。 展开更多
关键词 抽油机 飞轮储能 系统设计 节能分析 实验
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物探冲旋钻头破岩机理仿真研究 被引量：7
6
作者 范永涛 黄志强 +2 位作者 高德利 魏振强 宋嘉宁 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2011年第3期110-113,共4页
冲旋钻井技术已广泛应用于油气资源勘探领域,但仍存在一些不足,比如钻具损坏严重、能量传递效率低、破岩效率有待进一步提高等。因此,有必要进一步揭示物探冲旋钻井中钻头与岩石的互作用机理,为优化设计冲旋钻头提供理论依据。利用显式... 冲旋钻井技术已广泛应用于油气资源勘探领域,但仍存在一些不足,比如钻具损坏严重、能量传递效率低、破岩效率有待进一步提高等。因此,有必要进一步揭示物探冲旋钻井中钻头与岩石的互作用机理,为优化设计冲旋钻头提供理论依据。利用显式动力学分析软件LS-DYNA建立了物探冲旋钻头破碎岩石的有限元模型,并进行了计算机仿真,得到了钻头中心齿、第2排齿、边齿、钻头端面的应力时程图和应力波在钻头中的传播图。仿真结果表明:钻头破岩过程中,各个牙齿的应力变化非常大,第2排齿的应力峰值最大,其次是中心齿,再次是边齿;钻头喷嘴处的应力远大于钻头中心端面和排屑槽的应力;应力波在钻头中传播,危险区域经历了从钻头尾部到钻头喷嘴再到牙齿的过程。 展开更多
关键词 冲击钻井 钻头 动力学 计算机仿真 破岩机理 应力分析
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RFID智能滑套设计与试验研究 被引量：9
7
作者 黎伟 夏杨 陈曦 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期83-88,共6页
为了解决传统水平井分段压裂技术操作复杂、无法达到全通径和压裂级数受限的问题,提出了基于RFID智能滑套的水平井分段压裂技术。在分析水平井分段压裂技术特点的基础上,研究了RFID智能滑套压裂管柱的结构和技术难点,开展了RFID智能滑... 为了解决传统水平井分段压裂技术操作复杂、无法达到全通径和压裂级数受限的问题,提出了基于RFID智能滑套的水平井分段压裂技术。在分析水平井分段压裂技术特点的基础上,研究了RFID智能滑套压裂管柱的结构和技术难点,开展了RFID智能滑套结构的方案优选、模拟分析、单元试验和室内样机试验。试验结果表明,RFID智能滑套在温度120℃、压差10~70 MPa工况下均能顺利开启至设定开度,RFID标签球能够控制RFID智能滑套窗口达到预设开度,且RFID通讯成功率良好。研究表明,RFID智能滑套水平井分段压裂技术能够降低水平井压裂施工成本,提高油气开发效率,为油气开发向智能化、低成本化和高效化方向发展提供技术支持,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 水平井 分段压裂 射频识别 智能滑套 结构设计 试验研究
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基于改进型CDM模型的AA365-T7板材失效预测 被引量：1
8
作者 张凯 岳振明 张杰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期26-33,共8页
基于连续损伤力学理论,应用总能量等效假设,提出了一种考虑应力三轴度和罗德系数的全耦合损伤力学本构模型。同时,通过在有限元软件ABAQUS/Explicit中编写的VUMAT用户子程序完成了该模型的数值实现。此外,针对AA365-T7板材在不同加载路... 基于连续损伤力学理论,应用总能量等效假设,提出了一种考虑应力三轴度和罗德系数的全耦合损伤力学本构模型。同时,通过在有限元软件ABAQUS/Explicit中编写的VUMAT用户子程序完成了该模型的数值实现。此外,针对AA365-T7板材在不同加载路径下的实验结果,采用逆向法对本构模型的材料参数进行了标定。对比分析了数值模拟结果与实验结果,发现相比于经典损伤力学模型,所提出模型提高了在剪切路径下的损伤预测精度,证明了不同加载路径下所建立的全耦合损伤本构模型对于预测铝合金板材损伤失效行为的有效性。 展开更多
关键词 延性损伤 罗德角 应力三轴度 板材成形 数值模拟
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基于UKF与互补滤波的随钻IMU井斜动态测量方法 被引量：11
9
作者 杨海 冯选璋 +3 位作者 单代伟 刘骕骐 张立早 罗顺 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期141-147,共7页
针对随钻测斜仪安装在近钻头位置处受到的复杂冲击振动、钻柱旋转等干扰问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)与互补滤波算法的随钻井斜动态测量方法。首先,利用限幅和低通滤波器滤除冲击噪声带来的加速度阶跃激励干扰信号和角速度高... 针对随钻测斜仪安装在近钻头位置处受到的复杂冲击振动、钻柱旋转等干扰问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)与互补滤波算法的随钻井斜动态测量方法。首先,利用限幅和低通滤波器滤除冲击噪声带来的加速度阶跃激励干扰信号和角速度高频干扰信号;然后,使用UKF滤除惯性测量单元(IMU)中加速度计和陀螺仪信号的大部分有色噪声;最后,建立加速度和角速度信息间的互补滤波器,滤除角速度信号的零偏噪声。仿真试验、复杂振动测试平台模拟实验及现场数据验证结果表明:钻具转速在0~300 r/min内时,井斜角整体测量精度在±0.2°以内;测量不受钻具转速与振动影响,实现了精准的随钻测斜。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波 互补滤波 惯性测量单元 动态测量 井斜角
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空间三机振动系统振动同步机理研究 被引量：3
10
作者 方潘 石双全 +2 位作者 陆小刚 侯度宇 侯勇俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期4963-4973,共11页
振动同步广泛应用于物料筛分、分级和输送等工程领域。现有振动同步理论是围绕平面振动系统展开的,而对空间振动系统的同步理论研究甚少。为完善振动同步理论,研究空间三机振动系统的振动同步机理。首先建立空间三机振动系统的动力学模... 振动同步广泛应用于物料筛分、分级和输送等工程领域。现有振动同步理论是围绕平面振动系统展开的,而对空间振动系统的同步理论研究甚少。为完善振动同步理论,研究空间三机振动系统的振动同步机理。首先建立空间三机振动系统的动力学模型,并利用拉格朗日方程推导出系统运动微分方程。然后采用小参数平均法探明系统同步条件,应用Lyapunov稳定性理论与Routh-Hurwitz判据分析系统稳定条件;运用数值计算方法讨论影响系统同步性的因素。最后建立系统的机电耦合模型分析振动系统的动力学特性,并通过实验测试验证理论与仿真分析的可靠性。通过研究发现,系统的同步行为主要由各电机安装位置和偏心转子质量决定,且非同轴电机上偏心转子质量变化对各电机的同步相位差值影响较小;当同轴两电机间距离增加至临界点后,该距离的增加不再对系统的稳定相位差值产生影响。 展开更多
关键词 振动同步 空间三电机 偏心转子 自同步 动力学
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