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国家自然科学基金(50574062)

作品数:12 被引量:118H指数:6
相关作者:王瑞和王明波倪红坚杨金莹马清明更多>>
相关机构:中国石油大学(华东)中国石油化工集团公司山东胜利职业学院更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金更多>>
相关领域:石油与天然气工程金属学及工艺水利工程更多>>

文献类型

  • 12篇中文期刊文章

领域

  • 8篇石油与天然气...
  • 3篇金属学及工艺
  • 1篇水利工程

主题

  • 6篇数值模拟
  • 6篇值模拟
  • 3篇射流
  • 2篇水平井
  • 2篇湍流
  • 2篇平井
  • 2篇钻速
  • 2篇磨料射流
  • 2篇机械钻速
  • 2篇冲击射流
  • 1篇星形
  • 1篇牙轮
  • 1篇牙轮钻头
  • 1篇淹没射流
  • 1篇岩石
  • 1篇岩石破碎
  • 1篇有限元
  • 1篇有限元法
  • 1篇三牙轮
  • 1篇数学模型

机构

  • 10篇中国石油大学...
  • 2篇中国石油化工...
  • 1篇山东胜利职业...
  • 1篇川庆钻探工程...
  • 1篇安东石油技术...

作者

  • 8篇王瑞和
  • 7篇王明波
  • 3篇倪红坚
  • 3篇杨金莹
  • 2篇韩来聚
  • 2篇马清明
  • 1篇陈炜卿
  • 1篇杜玉昆
  • 1篇刘科锋

传媒

  • 2篇润滑与密封
  • 2篇石油钻探技术
  • 2篇Journa...
  • 1篇天然气工业
  • 1篇中国机械工程
  • 1篇钻采工艺
  • 1篇石油钻采工艺
  • 1篇中国石油大学...
  • 1篇西南石油大学...

年份

  • 1篇2010
  • 3篇2009
  • 5篇2008
  • 1篇2007
  • 2篇2006
12 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
单个磨料颗粒冲击岩石过程的数值模拟研究被引量:18
2009年
根据连续介质力学和有限元理论,给出了磨料水射流破岩系统中磨料颗粒和岩石的控制方程及相应的有限元列式,建立了适用于磨料水射流破岩全过程分析的岩石损伤模型。数值计算的结果较真实地反映了磨料水射流破岩过程中岩石动态响应特性的演化过程,普通磨料水射流破碎岩石的主要形式是磨料颗粒冲击压力波所产生的拉伸破坏。数值计算与相关试验结果基本吻合,表明该分析方法是可行的,可用来指导磨料水射流破岩理论的进一步研究及应用。
王明波王瑞和陈炜卿
关键词:磨料射流岩石破碎有限元法数值模拟
A THREE-SEGMENT HYDRAULIC MODEL FOR ANNULAR CUTTINGS TRANSPORT WITH FOAM IN HORIZONTAL DRILLING被引量:6
2008年
Through mechanical analysis, an improved hydraulic model for annular cuttings transport with foam was established for horizontal drilling. Based on the two critical inclination angles, the entire well was divided into three segments. The Bagnold stress, generalized power law rheological model and modified hindered particle settling velocity in foam fluid were adopted in the model to improve the simulation accuracy. The proposed model allows more precise prediction of cuttings transport property in the whole range of well inclination angle. Model performance was examined via case study and experimental data. Simulation results given by the propulsion iteration and trial-and-error method agree well with in-situ horizontal well drilling practice for the case study, and the comparison between the model prediction and Capo’s experimental data shows satisfactory agreement.
CHENG Rong-chao WANG Rui-he
关键词:水平井水力模型
三牙轮三喷嘴钻头井底射流辅助破岩机理分析被引量:9
2006年
由于井底射流辅助破岩的复杂性,其室内模拟试验和理论分析均有较大难度,所获得的结论多以经验性的、定性的解释为主,还未能建立能用于实际的、确定有效的理论。为此,采用有限元方法模拟分析了三牙轮三喷嘴钻头井底射流流场,结合井底岩石应力状态和岩屑启动机制的分析,探索了井底射流辅助破岩的机理。研究结果表明,三牙轮钻头三个喷嘴直径的不同,致使井底流场高压区和低压区并存,钻头旋转,带动流场局部低压区周期性地覆盖井底,使得岩石破碎强度和岩屑启动的难度降低,钻头的破岩钻进效率提高。喷嘴间直径差别的增大,使得井底流场高压区和低压区之间的压差增大,钻井机械钻速提高。研究结果与现场试验结论一致。
倪红坚韩来聚王瑞和马清明古群峰
关键词:牙轮钻头喷嘴机械钻速井底射流
采用不同湍流模型对半封闭狭缝湍流冲击射流的数值模拟被引量:10
2010年
针对海洋石油工程中废弃平台切割技术的需要,采用充分发展的入口条件结合标准壁面函数,将标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Realizablek-ε模型和雷诺应力模型应用于半封闭狭缝湍流冲击射流的数值模拟,采用减小网格尺寸和提高差分格式精度等措施来减小数值伪扩散对冲击射流流动的影响。结果表明:雷诺应力模型和Realiza-blek-ε湍流模型在湍流冲击射流的数值模拟中具有一定的优越性,Realizablek-ε模型的计算量较小;减小网格尺寸并不能降低数值黏性对计算结果的影响;提高差分格式的精度可以在一定程度上降低数值黏性对计算结果的影响,MUSCL格式并没有显著提高计算结果的精度。
王明波王瑞和
关键词:射流湍流模型数值模拟差分格式
切向注入式旋转射流喷嘴携岩能力研究被引量:5
2008年
鉴于优化井底水力特性能有效地提高钻头破岩钻进速度的认识,提出了将旋转射流引入到钻头的技术设想,并设计了切向注入式旋转射流喷嘴。基于较少假设,采用标准k-ε模型,对切向注入式旋转射流喷嘴流场进行了数值模拟研究,并以射流冲砂携岩试验进行了验证。研究结果表明,切向注入式旋转射流喷嘴的携岩能力优于直射流喷嘴;切向注入式旋转射流喷嘴存在最佳携岩喷距和切向注入孔个数,该实验中最佳喷距为5~8L/d,最佳切入孔个数为3个。研究结果为钻头的设计和使用提供了依据。
杜玉昆王瑞和艾飞倪红坚
关键词:数值模拟
磨料水射流切割机制研究进展被引量:8
2008年
从单个磨料颗粒造成的冲蚀入手,综述了磨料水射流切割机制的研究进展,介绍了磨料射流切割过程中的微观切割模型、微观机制的扫描电镜分析结果,被切割材料的内部应力分析,水射流的水楔效应和跃迁速度以及材料切割的宏观分析结果。提出今后对磨料水射流切割机制的研究应从数值模拟研究、专家系统和模糊理论的应用、空化切割机制以及液相-颗粒薄层的阻尼效应等方面入手。
王明波王瑞和杨金莹
关键词:磨料水射流
水力脉冲诱发井下振动钻井工具研究被引量:47
2006年
为有效提高深部地层钻井速度,充分发挥水力脉冲钻井和冲击振动钻井的技术优势,提出了水力脉冲诱发井下振动钻井的技术思想,并研制了相关的钻井工具。该类钻具的基本原理是调制水力脉冲,通过水力能量转换机构,将压力脉动直接转化为作用于钻头上的周期性冲击载荷,利用岩石在冲击载荷作用下易于破碎的特点、井底的水力脉动有助于改善井底岩石应力状态、强化岩屑净化的特性,提高了钻头的破岩钻进效率。实际应用结果表明,所提出的技术思想确实可行,研制出的工具原理正确,结构可靠,为提高深部地层的钻探效率提供了一个有效途径,可大面积的推广应用。
倪红坚韩来聚马清明刘科锋
关键词:水力脉冲井下振动钻井工具机械钻速
受限湍流冲击射流的数值模拟被引量:3
2008年
海洋石油工程中,拆除废弃平台和报废井口的方法主要有机械切割、炸药爆破和高速射流切割等。机械切割的效率较低,费用高;炸药爆破方法对周边的海洋环境造成不良影响,于是人们开始利用高压射流切割技术。为了加速高压射流切割技术在海洋石油工程中的应用,采用有限体积法,结合标准κε湍流模型和雷诺应力模型对切割过程中所遇到的稳态、不可压缩的轴对称受限湍流冲击射流进行了数值模拟,并将计算结果同试验数据进行了对比。结果表明:预测结果同试验数据吻合良好,雷诺应力模型由于采用了湍流的各向异性假设条件,在对时均流动参数的预测方面要优于采用湍流各向同性假设条件的标准κε模型。
王明波王瑞和
关键词:射流数值模拟数学模型
NUMERICAL SIMULATION OF TRANSIENT CUTTINGS TRANSPORT WITH FOAM FLUID IN HORIZONTAL WELLBORE被引量:6
2009年
With considering the interlayer mass transfer and fluid influx from the reservoir,a one-dimensional two-layer hydraulic model was established to describe the mechanism of transient cuttings transport with foam fluid in horizontal well section.The model was numerically calculated based on the modified SIMPLE algorithm,and the height of cuttings bed was predicted by the trial-and-error method.Sensitivity analysis was conducted on the affecting factors on the cuttings transport performance.Results show that cuttings deposition moves along the horizontal wellbore from the drilling bit,and finally achieves a steady state with dynamic balance.Dimensionless cuttings bed height decreases with the increase of foam quality or foam flow rate,but increases with the increase of drillpipe eccentricity,cuttings size or drilling rate.The influx of water and gas from the reservoir is helpful to improve the cuttings transport efficiency with foam.The proposed model offers theoretical guidelines for hydraulic parameter design and hole cleaning control in foamed horizontal drilling.
WANG Rui-heCHENG Rong-chaoWANG Hai-geBU Yu-huan
关键词:泡沫流体水平井筒插条SIMPLE算法水力参数设计
淹没条件下星形喷嘴射流流动特点的模拟研究被引量:3
2009年
为了优化钻头水功率配置,提高井眼净化效果,对新近引入石油工程中的星形喷嘴射流进行了模拟研究,建立了喷嘴射流流场的流动控制方程,采用有限体积法对其进行离散,结合Realizablek-ε模型对方程组进行求解,并将计算结果与圆形喷嘴射流的结果进行了对比。对比结果发现,淹没条件下喷嘴出口截面形状对射流的影响主要体现在射流的起始段,起始段内星形喷嘴射流流场较圆形喷嘴射流的要复杂。当喷距大于4倍喷嘴当量直径时,星形喷嘴最大、最小截面上轴向速度和湍动能的衰减趋势同圆形喷嘴的衰减趋势一致,两个截面上射流速度剖面满足自相似性。
王明波杨金莹
关键词:淹没射流数值模拟
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