弱可压缩移动粒子半隐式方法对溃坝溢流问题的数值模拟

无网格粒子法(拉格朗日法)是计算流体力学领域最新一代的计算方法。由于不需要生成网格,无网格粒子法能够模拟任意形状的界面及其变形和碎裂,尤其适用于计算如溃坝溢流及波浪破碎等具有复杂自由表面运动的流体力学问题。其中,光滑粒子流体动力学方法(SPH)和移动粒子半隐式法(MPS)是无网格计算方法的典型代表。采用基于MPS法的修正弱可压缩移动粒子半隐式法(weakly compressible corrected moving particle semi-implicit method)构建了用于求解自由表面流问题的数值计算模型,并用于模拟干床面与湿床面上的溃坝溢流问题。计算结果与实验结果的对比分析表明,采用基于WCCMPS无网格法建立的数值计算模型对干、湿床面上溃坝溢流的溢流形态、水柱高度以及波前速度等均给出了良好的计算结果。     

WC-CMPS法对溃坝溢流问题的数值模拟

无网格粒子法(拉格朗日法)是计算流体力学领域最新一代的计算方法,由于不需要生成网格,无网格粒子法能够模拟任意形状的界面及其变形和碎裂,尤其适用于计算如溃坝溢流及波浪破碎等具有复杂自由表面运动的流体力学问题。其中,光滑粒子流体动力学方法(SPH)和移动粒子半隐式法(MPS)是无网格计算方法的典型代表。本文采用基于MPS法的修正弱可压缩移动粒子半隐式(Weakly Compressible Corrected Moving Particle Semi-implicit Method)法构建了用于求解自由表面流问题的数值计算模型,并用于模拟干床面与湿床面上的溃坝溢流问题。计算结果与实验结果的对比分析表明,采用基于WC-CMPS无网格法建立的数值计算模型对干、湿床面上溃坝溢流的溢流形态、水柱高度以及波前速度等均给出了良好的计算结果。     

分置式斯特林发动机热动力学建模

文章建立了耦合电磁力的分置式斯特林发动机动力学模型。以膨胀活塞与压缩活塞的瞬时位移量作为Matlab/Simulink数值计算模型的反馈输入量,由于工质流体的总质量不变,利用气体状态方程计算了瞬时循环压力,利用回热器中的流动损失计算了压缩腔和膨胀腔之间的压力向量差,利用动生电动势平衡方程计算了发电线圈的瞬时电流值,并将膨胀活塞和压缩活塞的位移波形进行了对比分析;然后根据振动系统的相关理论,分析了分置式斯特林发动机稳定运行的必要条件。     

小水头溢流槽溢流的实验研究和流体动力分析

本文探讨了溢流槽在低于30毫米的小水头下溢流的规律,提出了若干新的概念。根据实验结果,将溢流槽溢流划分为四个流动规律不同的区域,并分别进行了流体动力分析。最后指出,稳定区是溢流槽最适宜的工作区域。文中建立了溢流槽的流量公式,并利用实验数据得出了稳定区内流量系数C_d的经验公式。C_d公式的相对标准误差为1%。本文的研究结果可为水流量标准装置溢流槽的设计工作提供实验基础和理论依据。     

溢流口结构对水力旋流器性能影响的模拟分析

以工业用428 mm水力旋流器为研究对象,采用计算流体力学(CFD)技术对旋流器内流场和颗粒分级效率进行了数值模拟研究,对所建立的模型进行了验证,并在数值模拟的结果上分析了溢流口结构,包括溢流口直径、插入深度和溢流口的壁厚对水力旋流器性能的影响。重点考察了溢流口结构变化对旋流器内空气柱、压力降、分流比和分级效率的影响。模拟结果表明,溢流口结构变化对水力旋流器的性能会产生重大影响,计算所得最佳溢流口尺寸为:直径180 mm,插入深度168 mm,壁厚2 mm。     

溢流盘式液体分布器中流体流动性能的实验研究

对盘式液体分布器中常用的Ｖ型和Ｕ型缝两种溢流管的流量与液位高度、及其与空塔气相动能因子及升气管开孔率的变化规律进行了实验测定，并给出实验关联式，这些关联式可用于此种溢流管的盘式液体分布器设计参考。     

影响土石过水围堰溢流工况的因素分析

应用坝工水力学理论,分析了影响土石过水围堰溢流工况的主要不确定因素及其分布,提出了不利溢流工况的设计风险率计算模型。     

高压气井带压排出溢流工艺技术研究

针对高压气井常规处理溢流的不足,该文提出一种带压排出溢流技术,立足于漂移流动原理,创建高压气井带回压井筒气液两相流动计算模型,且以数值法解答模型。结合仿真算例模拟带压排出溢流时井口压力受到井深、钻井排量、溢流量等参数的影响,根据模拟的上述参数结果,制定钻进过程中带套压排出溢流程序。     

基于模糊专家系统的钻井溢流智能预警技术

针对钻井过程中由于地质信息复杂或缺乏邻井资料的原因,而使得无法建立基于样本信息的溢流预警模型的 问题,通过对溢流发生机理及其表征规律进行研究,提出了一种基于分层思想的模糊专家系统所构建的溢流智能预警 模型,该模型利用钻井专家的知识经验结合溢流表征规律能实现钻井溢流智能预警。该溢流智能预警模型通过对溢 流表征参数进行模糊化处理,再结合模糊规则库进行推理计算,并将所得结果进行反模糊化处理,从而实现快速、准确 的溢流智能预警。通过现场数据对钻井溢流智能预警系统的验证表明,该溢流智能预警技术能够满足现场应用需求, 具有较好的应用前景。     

高含硫化氢天然气气侵时的溢流特性

以四川某高含H2S气体的气井井身结构及钻井工况为基础,针对高含H2S气井溢流时的特点,考虑H2S在水中的溶解度,建立溢流期间环空各相流体的质量和动量守恒方程,并用有限差分法对方程进行求解。结果表明:H2S在井底的溶解度远大于CH4的,在距井口约360 m开始大量析出;H2S的含量越高,气体在上升过程中密度变化越大,气体开始剧烈膨胀的位置越接近井口;井底侵入气体量相同的情况下,H2S的含量越高,气体的膨胀倍数越大,泥浆池增量也越大,同时,刚开始气侵时H2S含量越高气相的体积分数越小,而到达井口后H2S的含量越高气相的体积分数越大,导致溢流检测的难度和井控的危险程度增加;高含H2S气井溢流时井底压力的下降值、泥浆池增量、关井套压小于纯烃类的,不能反映真实的气侵程度,而且随着时间的增加情况会更严重;高含H2S气侵时压井过程中套压值与纯烃类的相差不大,因此可以在井口施加一定的压力,抑制H2S气体的膨胀,减缓井喷事故的发生。     

井涌过程仿真技术的研究

对直井内水基泥浆条件下钻遇高压气层时敞口井气涌过程进行了计算机仿真,提出了研究井涌的新方法,并编制了仿真软件.经实井资料验证,该方法是可行的.研究结果表明,各种因素对井涌的影响各不相同,处理井涌的措施亦应各不相同.在井涌初期,井口流量的检测效果比泥浆池增量检测效果更为明显、可靠.     

直井气侵后气液两相参数分布数值模拟

钻井过程中发生气侵后,由于压力、温度、偏差因子等参数变化影响,气体沿井眼滑脱上升的同时会伴有一定膨胀,而加剧井底压差,导致气侵量不断加大直至井喷.气侵直至井喷过程中井筒内为瞬态气液两相流动,研究气侵后井底气液两相参数发展变化规律及井底压力变化特征对认识井喷发生发展规律有重要的指导意义.以甲烷-钻井液为循环介质,在接近井底实际工况情况下对气侵发生直至井喷过程进行了数值模拟,模拟计算了不同气侵量下气侵不同阶段的流型变化规律、井底压力变化规律、速度分布,并取得了初步认识.     

压井最大套压计算

本文推导了用司钻法及工程师法压井时海上及陆上井控最大套压计算式,式中考虑了井内温度及气体压缩系数的影响,给出了BAsIC最大套压计算程序,以便于应用。     

控压钻井气侵流动分析模型研究与应用

控压钻井(managed pressure drilling,MPD)发生气侵时,可通过实时动态压力控制在保持井底压力恒定的情况下实现气侵有效控制与安全排溢,气侵安全控制的关键是实时准确地井筒流动分析。通过理论分析建立了考虑侵入流体在不同类型钻井液中溶解析出影响的井筒气液两相流模型,考虑动态回压影响,给出了不同控压钻井模式下模型求解的初始及边界条件。基于有限差分法充分考虑不同控压模式下的压力动态调节对气体滑脱、相态变化的综合影响,给出了该模型的求解流程。运用全尺寸模拟井筒气侵测试数据对模型进行了验证分析,运用该模型对页岩气水平井控压钻井气侵控制进行了计算分析。结果表明,该模型具有较高的精度,能够很好地为控压钻井气侵控制与分析提供技术支持。     

井控计算机模拟

在钻井过程中,一旦发现天然气流入井眼,就应即时将井内天然气循环出地面,以免造成井喷。本文介绍计算机模拟井控中涉及的各种因素。计算机输出包括输入的基本数据和模拟输出结果两部分。宽行打印机印出应控制的套管压力、环空气柱高度、井下任一深度所承受的压力、气顶深度和流动阻力等数据,并画图表示上述动态参数。输出结果可作井控施工参考,井控研究和培训钻井工程人员用。压井方法为常用的司钻法和工程师法。井控模拟程序包括大陆钻井和海洋钻井。     

压回法压井技术适用性研究

 利用非常规压回法压井技术在气侵或井喷发生后,通过压井管汇或钻具直接向井眼内泵入加重钻井液或原钻井液,将气体和已受污染的钻井液顶回到渗透性地层,重新平衡地层压力。针对某些类型的溢流井喷适用于压回法压井技术,分析了适用于压回法压井的侵入流体特征,地层物性特征等参数,给出了压回法适用的钻井现场工况,实施压回法压井的必要条件和所需装备,并进行了压回法压井实例分析,这可为现场工程技术人员选择合理的压井方法提供有益借鉴和指导。结合近几年国内出现的井涌、井喷事故特点,分析结果表明：压回法在应对浅层气溢流、高压气井溢流等复杂井溢流、井喷方面有着良好的适用性。     

精细控压钻井溢流检测及模拟研究

针对现有钻井过程中溢流检测方法无法检测微溢流量,对深井和复杂井井控提出挑战,展开了精细控压钻井 溢流检测及模拟研究。研究中通过对比出入口微流量变化,提出了精细控压钻井溢流检测和分析方法;根据气液两相 流理论,建立了井筒气侵期间流动计算模型。将该检测方法应用于塔中某井进行试验,结果表明：精细控压钻井系统 溢流检测方法可以准确检测溢流的发生和累积溢流量;根据气液两相流模型,可以模拟精细控压钻井不同回压时井筒 流动参数的变化;该检测方法在现场试验中检测结果和模拟结果一致。精细控压钻井系统溢流检测方法能够准确检 测溢流发生,该检测方法具有可行性和可靠性,可对控压钻井发现和控制溢流提供了理论支持。     

第十八届世界杯足球赛定位球进球分析

在现代足球比赛中,定位球进攻成为各队进攻的一种强有力的武器,任意球是定位球进攻得分的主要手段,角球、点球得分也占有一定的比重。通过界外球战术配合进攻得分在本次世界杯中显得比较突出。本文对第十八届世界杯足球赛上通过定位球进攻的进球进行分析,探索其特点。