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水力振荡器数值计算研究
被引量：
5
1
作者
郭慧娟
Guodong Zhan
+1 位作者
Timothy Eric Moellendick
明瑞卿
《石油机械》
北大核心
2020年第3期19-29,共11页
目前尚未开展水力振荡器在改变特定参数和参数间在某种最优配合条件下能否得以优化的研究,制约了该工具的进一步完善。针对该问题,利用SolidWorks软件对水力振荡器的各部分结构进行三维建模,在ICEM CFD中进行网格划分,将网格导入ANSYS ...
目前尚未开展水力振荡器在改变特定参数和参数间在某种最优配合条件下能否得以优化的研究,制约了该工具的进一步完善。针对该问题,利用SolidWorks软件对水力振荡器的各部分结构进行三维建模,在ICEM CFD中进行网格划分,将网格导入ANSYS CFX进行数值计算与分析。研究结果表明:当流体通过水力振荡器时,旋转部件的运动使得流体动能增加,在流动过程中流体的动能重新转换为压能,使得该工具沿轴向正方向产生持续轴向力推动钻头做功;动静干涉作用和交界面速度变化所造成的流体震荡使得静止域产生剧烈的轴向和径向周期振动;大流量工况下轴向推力均值更大,轴向和径向振动也更为剧烈;在持续轴向推力和大幅度轴向振动推动下,该工具对钻柱施加周期性轴向振动和钻压并稳定推进。研究成果可为提高水力振荡器优化设计与敏感性分析水平提供相应的理论支撑。
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关键词
水力振荡器
流体力学
振动减阻
机械钻速
数值计算
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职称材料
基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
2
作者
郭慧娟
高畅
+4 位作者
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
《石油机械》
北大核心
2023年第6期104-111,共8页
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂...
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂质量分数以及压裂液黏度4个影响因素进行评价。研究结果表明:降低支撑剂与压裂液之间的质量分数差,可以提高86%的输送距离,确保支撑剂运移至裂缝深处;较高的携砂液流速会增大支撑剂的流化度,在距离入口较远处沉降;由于液体对颗粒的曳力作用,一定程度地提高压裂液的黏度会使支撑剂填充层的液体体积分数增加23%;增大支撑剂的砂比可以提前达到支撑剂的“平衡高度”,但在入口处有堆积,容易产生卡泵现象,可以采取变速加砂和梯度混砂的方式提高支撑剂的输送效果。研究结果可为现场压裂作业提供参考。
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关键词
水力压裂
支撑剂输送
CFD-DEM
缝内铺砂
固液两相流
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职称材料
题名
水力振荡器数值计算研究
被引量：
5
1
作者
郭慧娟
Guodong Zhan
Timothy Eric Moellendick
明瑞卿
机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
drilling technology division
出处
《石油机械》
北大核心
2020年第3期19-29,共11页
基金
中国石油集团工程技术研究院有限公司青年基金项目“连续管水力振荡器设计及钻井动态特性分析”(DR201512)。
文摘
目前尚未开展水力振荡器在改变特定参数和参数间在某种最优配合条件下能否得以优化的研究,制约了该工具的进一步完善。针对该问题,利用SolidWorks软件对水力振荡器的各部分结构进行三维建模,在ICEM CFD中进行网格划分,将网格导入ANSYS CFX进行数值计算与分析。研究结果表明:当流体通过水力振荡器时,旋转部件的运动使得流体动能增加,在流动过程中流体的动能重新转换为压能,使得该工具沿轴向正方向产生持续轴向力推动钻头做功;动静干涉作用和交界面速度变化所造成的流体震荡使得静止域产生剧烈的轴向和径向周期振动;大流量工况下轴向推力均值更大,轴向和径向振动也更为剧烈;在持续轴向推力和大幅度轴向振动推动下,该工具对钻柱施加周期性轴向振动和钻压并稳定推进。研究成果可为提高水力振荡器优化设计与敏感性分析水平提供相应的理论支撑。
关键词
水力振荡器
流体力学
振动减阻
机械钻速
数值计算
Keywords
hydraulic oscillator
fluid mechanics
vibration resistance reduction
penetration rate
numerical calculation
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
基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
2
作者
郭慧娟
高畅
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中国石油集团川庆钻探公司井下作业公司
Saudi Aramco
drilling technology division
EXPEC Advanced Research Center
出处
《石油机械》
北大核心
2023年第6期104-111,共8页
基金
中国石油天然气集团有限公司科技关键核心技术攻关项目“200°/105 MPa完井筒多功能一体化作业系统研发”(2021ZG10)。
文摘
为优化页岩气支撑剂的输送性能,采用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法对中等矩形裂缝进行数值模拟,考虑了重力、浮力以及颗粒-颗粒、颗粒-流体、颗粒-壁面之间的相互作用,采用单一因素控制变量法对支撑剂密度、携砂液流速、支撑剂质量分数以及压裂液黏度4个影响因素进行评价。研究结果表明:降低支撑剂与压裂液之间的质量分数差,可以提高86%的输送距离,确保支撑剂运移至裂缝深处;较高的携砂液流速会增大支撑剂的流化度,在距离入口较远处沉降;由于液体对颗粒的曳力作用,一定程度地提高压裂液的黏度会使支撑剂填充层的液体体积分数增加23%;增大支撑剂的砂比可以提前达到支撑剂的“平衡高度”,但在入口处有堆积,容易产生卡泵现象,可以采取变速加砂和梯度混砂的方式提高支撑剂的输送效果。研究结果可为现场压裂作业提供参考。
关键词
水力压裂
支撑剂输送
CFD-DEM
缝内铺砂
固液两相流
Keywords
hydraulic fracturing
proppant transport
CFD-DEM
proppant placement
solid-liquid two-phase flow
分类号
TE357 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水力振荡器数值计算研究
郭慧娟
Guodong Zhan
Timothy Eric Moellendick
明瑞卿
《石油机械》
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于CFD-DEM算法的压裂支撑剂缝内铺砂规律
郭慧娟
高畅
韩金井
范应璞
Guodong Zhan
王宏伟
张金亚
《石油机械》
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
0
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引证文献
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