安塞低渗透油藏回注水中悬浮颗粒堵塞规律

 回注水中的悬浮颗粒能严重堵塞储层,造成渗透率下降,导致安塞油田注水难、采油难。为了提高注水效果,急需确定安塞油田合理的回注水悬浮颗粒指标。以5 种不同的粒径的悬浮颗粒在3 种不同浓度条件下,分别对安塞天然岩心进行室内流动实验。结果表明：岩心渗透率开始随着悬浮颗粒溶液的注入缓慢下降,达到一定注入量后,能够较长时间处于某一平稳值;悬浮颗粒溶液浓度ρ>2.0 mg/L,渗透率损失大于30%;ρ≤1.0 mg/L且粒径d<0.730 μm,渗透率损失小于30%;1.0 mg/L<ρ<2.0 mg/L,且d<0.730 μm,渗透率损失有大于30%,也有小于30%,由浓度与粒径二者共同作用;0.730 μm≤d≤ 2.100 μm,渗透率损失大于30%。各油田回注水时,颗粒粒径范围区间应尽量小,其平均值应与储层的平均孔喉相差较大;安塞低渗透油藏注入悬浮颗粒溶液ρ<1.0 mg/L,d<0.730 μm。     

两相流管道中颗粒悬浮速度理论公式及其实验验证

本文根据流体力学与两相流的有关理论与实验观察,提出了两相流管道中固体颗粒悬浮理论。认为两相流管道中固体颗粒除受通常所谓浮重及流体平均速度作用的轴向动力外,还受流体的脉速径向、轴向作用力及涡旋径向升力。在此基础上根据颗粒受力平衡条件,导出了流体三个阻力区的任意倾角管道颗粒悬浮速度理论计算公式。尔后在气固两相流悬浮速度实验台上,对理论公式进行了初步实验验证。验证的几种物科颗粒的悬浮速度实验数据比较接近理论公式计算结果。本文最后并提出了对理论公式的分析意见。     

粘性流体中磁子悬浮状态探究

建立搅拌子的自旋运动微分方程,用竖直方向上动力学方程描述搅拌子运动状态.研究结果表明:搅拌子的悬浮状态由搅的质量、所受磁力的大小、转速差和液体的粘滞系数共同决定;搅拌子的总运动状态可以看做搅拌子摆动运动和旋转运动的叠加状态;搅拌子悬浮状态时的最佳实验大小长度为5 mm;当雷诺数较高时,流体径向向外流动,流动的倒转导致悬浮不稳定.     

水力输送管道中粗颗粒运动状态变化及其判别

粗颗粒运动形态变化规律是管道安全输送的关键问题.针对这一问题,利用粗颗粒管道输送试验系统,通过高速摄影技术和粒子图像测速法记录粗颗粒的运动状态及其速度变化,分析了不同粒径、不同体积浓度、不同输送速度条件下粗颗粒在管道中的水力学特性,并拟合得到粗颗粒运动状态的判定参数.研究结果显示,粗颗粒在管道中随着流体平均流速的增加依次出现扬动状态、间歇式推移状态、连续式推移状态和悬移状态,并通过不同运动状态的力学机制和能量损失分析提出了不同运动状态的变化规律;从粗颗粒安全输送的角度,提出连续式推移状态是粗颗粒在较广输送速度范围内,能够实现连续有效输送的一种运动形式,是管道运输中的颗粒物主要运动状态;从分析结果可知,粗颗粒的运动状态与流速、颗粒粒径以及颗粒浓度有关,通过引入管径和重力加速度两个参数,采用量纲分析法得到无量纲数φ为颗粒运动状态判别参数,并以此作为判定粗颗粒不同运动状态,该参数可以在工程中预测粗颗粒的运动状态.     

气一固两相流动引起固体火箭发动机比冲量损失的分析研究

在V/LF<<1.0的条件下,利用气—固两相悬浮流的平衡态模型研究了固体火箭发动机的比冲量损失。导出了包括临界速度和比冲量在内的喷管特性关系式。所给的算例指出:气—固两相混合流在喷管喉部的速度小于气体的音速;由于固相颗粒的影响,使比冲量受到了损失。算例同时指出,推力系数并不总是减小,它取决于喷管扩张比(直径)de/d?。算例的结果与W.N.Brundige的实验结果比较相符。程序TWPH可完成全过程计算。     

旋流分离器内三维两相流场的实验研究

为了研究内置格栅旋流分离器的分离机理,采用粒子动态分析仪测定了旋流分离器内部的三维两相流场.实验表明,主体流动为三维螺旋的向下运动,中央存在一个和底流口贯通的螺旋形空气柱;固体颗粒浓度在格栅内壁附近出现的最大值在格栅内部,随着格栅半径的减小,固体颗粒的浓度减小,在靠近空气柱附近出现最小值;底流中固体颗粒的粒径明显大于进水和出水中固体颗粒粒径.     

气-液-固自然循环流化床中的流动特性和压降

建立了气-液-固冷模多管自然循环流化床蒸发器,利用CCD图像采集和处理系统,研究了固体颗粒的种类、含率和通气量等操作参数对于固体颗粒的流化和运动形态、分布以及加热管束中液-固两相流压降的影响．结果表明：通气位置对于固体颗粒在加热管柬中的分布影响较大．在上、下管箱中,固体颗粒的运动和流化形态不同．在上管箱中,固体颗粒形成中心上升、四周下降的循环运动,并且随着其密度的降低,固体颗粒在上管箱中的分布逐渐趋向均匀;在下管箱中,固体颗粒在中心轴的两侧形成两个大的旋涡,旋涡的旋转速度随着通气量的增加而增大．当气体从上管箱加入时,加热管束中液-固两相流的压降随着固体颗粒加入量和通气量的增加而增大．利用实验数据建立了加热管束中液-固两相流的压降模型,模型结果与实验数据吻合较好。     

散式流态化系统空隙率的计算

流态化,是使固体颗粒与流体接触,而变为具有流动性的操作。在流态化时,如果固体颗粒均匀地分散在流体中,运动比较平稳,称为“散式流态化”。绝大多数的液固流态化,都属于散式流态化。在流化床中,悬浮在流体中的固体颗粒虽然在不断地运动,但就整个系统而言,颗粒没有连续地流进或流出,即对整体而言,颗粒的速度u_d=0,这种流态化称为经典流态化。如果颗粒不但有悬浮在流体中的运动,同时也作垂直方向的总体沃动,即u_d(?)0,这种流态化称为广义流态化。     

花岗岩石粉细度与砂浆强度灰熵分析

为提高机制砂石粉的利用率,在分析花岗岩机制砂石粉(以下简称石粉)掺量和细度对砂浆强度影响规律的基础上,采用灰关联熵分析法研究石粉细度对砂浆强度影响的显著性,并采用SEM分析方法研究石粉对砂浆微观性能的影响.研究表明：随着石粉掺量的增加,砂浆强度呈现先上升后下降的规律.随着石粉的粉磨时间增加,石粉比表面积增大,表现为粒径小于10μm颗粒含量的增加和大于40μm颗粒含量的减小.灰熵结果分析表明,石粉的颗粒参数及分布对砂浆强度均有一定的影响,其中比表面积对砂浆强度的影响最为显著,是影响石粉活性的显著因子.10～40μm的石粉颗粒对砂浆强度的提高是最为有益的.微观分析结果表明,合适掺量及细度的石粉通过改善胶凝体系内部水化产物数量及形貌进而影响砂浆宏观力学性能.     

纳米MgO对高强水泥基材料力学与收缩性能的影响

橡胶砂浆的强度会随着橡胶掺量的增大而降低,限制了其工程应用。为增大橡胶掺量,补偿橡胶掺量过大带来的强度损失,以纳米SiO_2作为橡胶砂浆强度提升的外加剂,以橡胶替代率为40%和60%等体积替代砂子,共设计了6种配合比。研究了一定量的纳米SiO_2对两种大掺量的橡胶砂浆强度的提升以及收缩性、密度及孔隙的影响。结果表明:纳米SiO_2对大掺量砂浆抗压、抗折强度均有显著的提升;且提升效果优于普通砂浆。掺入纳米SiO_2可增强橡胶砂浆的刚度;并且使其韧性仍优于普通砂浆。掺入纳米SiO_2能够减少大掺量橡胶砂浆的孔隙率和吸水率。并且使橡胶砂浆的密度增加;橡胶掺量对砂浆的收缩量影响不明显;而加入纳米SiO_2会使橡胶砂浆的收缩量增大。掺入纳米SiO_2能够减少橡胶砂浆的质量损失;并且橡胶掺量越大作用越明显。     

纳米硅粉对大掺量橡胶砂浆力学及 收缩性能影响试验研究

橡胶砂浆的强度会随着橡胶掺量的增大而降低,限制了其工程应用。为增大橡胶掺量,补偿橡胶掺量过大带来的强度损失,以纳米SiO_2作为橡胶砂浆强度提升的外加剂,以橡胶替代率为40%和60%等体积替代砂子,共设计了6种配合比。研究了一定量的纳米SiO_2对两种大掺量的橡胶砂浆强度的提升以及收缩性、密度及孔隙的影响。结果表明:纳米SiO_2对大掺量砂浆抗压、抗折强度均有显著的提升;且提升效果优于普通砂浆。掺入纳米SiO_2可增强橡胶砂浆的刚度;并且使其韧性仍优于普通砂浆。掺入纳米SiO_2能够减少大掺量橡胶砂浆的孔隙率和吸水率。并且使橡胶砂浆的密度增加;橡胶掺量对砂浆的收缩量影响不明显;而加入纳米SiO_2会使橡胶砂浆的收缩量增大。掺入纳米SiO_2能够减少橡胶砂浆的质量损失;并且橡胶掺量越大作用越明显。     

介质颗粒在尘埃等离子体金属棘轮中的运动

通过实验研究了等离子体环境中金属棘轮对介质尘埃颗粒的整流过程.单分散聚苯乙烯颗粒悬浮在处于等离子体环境中的金属棘轮通道内,通过调节气压和放电功率实现了对颗粒的整流,颗粒在锯齿通道内做可控性定向运动.实验中只观察到颗粒的逆向运动.由于金属棘轮电势低,其表面较厚的鞘层对颗粒形成较强的约束,颗粒受到的非平衡切向离子拖曳合力更大,这将引起颗粒更快的定向运动.实验结果为建立尘埃等离子体棘轮模型奠定基础.     

固体颗粒对搅拌罐中气液传质的影响

在带有Rushton搅拌桨的搅拌罐中,研究了恒定温度和恒定气体流量条件下不同粒径的固体颗粒和搅拌速率对气液传质速率的影响.结果表明:固体体积分数小于0.08%,时,石英砂(41.1,μm和640,μm)对气液体积传质系数kLa没有影响;而对于碳酸钙颗粒(5.07,μm),当其体积分数大于0.4%,时,k_La随着固体含量的增加而增大.通过对实验数据的拟合,得到一个含有功率输入、浆液有效黏度、颗粒粒径和固含量的半经验公式,该公式能够很好地表达颗粒对气液传质的影响.     

层流搅拌槽内柱状单颗粒运动特性的研究

为了完善固液搅拌槽内非球形颗粒运动特性的基础数据,利用摄像法对带有圆盘桨的层流搅拌槽内柱状单颗粒的运动过程进行可视化实验,使用图像处理方法量化颗粒运动,分析了颗粒的尺寸对颗粒运动特性的影响,并采用基于格子玻尔兹曼方法的直接数值模拟解析颗粒运动和槽内流场。研究结果表明：颗粒净重力和颗粒周围流场分布共同影响颗粒临界悬浮所需的搅拌雷诺数和黏性Shields数;颗粒偏离槽底中心运动是颗粒悬浮前的必要步骤;由颗粒周围压力梯度引起的悬浮力是颗粒上升的重要原因;颗粒在桨盘底部区域的运动轨迹、颗粒-桨盘间距和运动跟随性受颗粒长径比的影响。     

纳米SiO2对橡胶砂浆力学及收缩特性影响的研究

为了提高大掺量橡胶颗粒砂浆的力学强度,推进橡胶砂浆在实际工程中的应用,试验采用外掺纳米SiO_2的方法对橡胶砂浆进行改性,研究不同掺量纳米SiO_2对橡胶砂浆的孔隙率、密度、抗压强度与抗折强度以及试块的干缩和自收缩性能的影响。试验结果表明,纳米SiO_2的加入能够有效降低橡胶砂浆孔隙率,提高其密度及抗压强度与抗折强度,但在纳米SiO_2掺量小于3%时,强度提升幅度随纳米SiO_2掺量增加明显增加,在纳米SiO_2掺量大于3%时,其强度增长幅度变缓。橡胶等体积替代30%砂的条件下,纳米SiO_2最佳掺量为水泥质量的3%;纳米SiO_2在提高橡胶砂浆抗压与抗折强度的同时也加大了试块的收缩,增大了砂浆的开裂风险,故在今后的研究中仍需进一步综合考量。     

矿物掺合料对高强砂浆抗化学侵蚀性能的影响

研究了矿物掺合料的种类，掺量及掺加方式（单掺、双掺、三掺）对高强砂浆的抗化学侵蚀性能影响。结果表明：在HCl溶液中侵泡6个月时，双掺和三掺矿物掺合料高强砂浆试件的抗压强度损失4．29％－5．63％，而不掺矿物掺合料的砂浆试件强度损失高达14．85％；在Na2SO4溶液和海水中，双掺和三掺矿物掺合料砂浆试件的抗压强度不仅没有降低而且还有一定程度的提高，在此基础上分析探讨了双掺，三掺矿物掺合料显著提高砂浆抗化学侵蚀性能的本质，以期为双掺或在掺高强砂浆的推广和应用奠定了试验和理论基础。     

固-液搅拌槽内槽底流场的CFD模拟

使用计算流体力学CFD软件CFX-5.5.1对搅拌槽内固液流场进行了数值模拟。搅拌槽直径T=476mm, 槽内均布四块挡板,搅拌桨为CBYⅢ桨。两相物系采用玻璃珠-水体系,固体体积分数Фv为5.4%。文中使用标准κ-ε模型计算了清水与固液两相的流场,考察了槽内的流场的分布对固体颗粒悬浮状况的影响,同时把槽底的清水和Фv为5.4%的固液两相模拟结果与实验结果进行了对比,模拟结果与实验较吻合。     

水平和下旋气流对初始气溶胶运动的影响

该文考虑液滴的碰撞和破碎以及水平和下旋气流的影响,采用离散相模型对空中释放的气溶胶云团在开放空间中的气液两相流流场进行仿真,获得气溶胶颗粒群的运动规律,并进行了实验验证。由仿真模拟和实验可知,在水平和下旋气流速度均较小(小于1 m/s)、喷射角度大于30°、初始粒径为100μm、喷射速度约为80 m/s时,释放形成的气溶胶颗粒在短时间内可沉降至地面附近;当水平气流速度增大至3 m/s时,同样条件下释放的气溶胶颗粒更容易在空气中悬浮,不易沉降至地面。在上述两种情况下,喷射角度和下旋气流速度越大,气溶胶颗粒越容易沉降至地面附近。     

胶粉对聚苯颗粒砂浆性能的影响

目的研究掺加不同类型可再分散乳胶粉和掺量对聚苯颗粒保温砂浆力学性能、干密度、导热系数及软化系数的影响.方法采用水灰质量比为0.6,水泥与粉煤灰质量比为7∶3,胶体材料与聚苯颗粒体积比为1∶6,分析通过改变胶粉类型及控制掺量,聚苯颗粒保温砂浆的各项性能.结果在掺量为2%时,胶粉O、P、M的掺入与控制样本(未掺加胶粉)相比抗压强度值分别提高了36.25%、128.75%和175.31%,抗折强度分别提高了50%、61.25%、77.50%,拉伸粘结强度均超过了0.05 MPa.材料的保温性能和耐久性在掺量达到4%时,达到理想效果.结论胶粉的掺入均能不同程度的改善聚苯颗粒保温砂浆材料的力学性能、保温性能及耐久性能;普通胶粉(胶粉O)在低掺量(掺量低于2%)情况下,对聚苯颗粒保温材料抗压强度改善效果较为不明显,但对聚苯颗粒保温材料抗折强度却有很大程度的提高;胶粉的掺入会影响聚苯颗粒保温材料内部开口孔和闭合孔形成的数目比例的变化,进而影响聚苯颗粒保温砂浆保温性及耐久性.     

复合型氨基磺酸系高效减水剂的合成和改性研究

实验合成了氨基磺酸系高效减水剂,同时对产物进行净浆流动度经时损失和砂浆减水率的试验.结果表明该产品对水泥的适应性较好,并能较长时间防止流动度损失,掺量为0.8%时,3h的净浆流动度仍在180mm以上.在已有的氨基磺酸系高效减水剂基础上,引入三种改性剂,经物理复配制成三种复合型氨基磺酸系高效减水剂,实验证明该产品具有掺量小而减水率高的特点,掺量为0.8%时,砂浆减水率达28.0%.