磨料兩相射流理論及在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《磨料兩相射流理論及在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用》通過兩相射流理論，深入研究了磨料射流對改善油井中井周圍巖的環(huán)境及提高油層滲透性的作用，在此基礎(chǔ)上研制了相應(yīng)的設(shè)備并在現(xiàn)場進(jìn)行了大量的應(yīng)用，提高了油氣井產(chǎn)量和采收率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。其中主要包括兩部分的研究工作。第一部分主要是關(guān)于對磨料射流理論、切割機(jī)理和割縫增產(chǎn)增注機(jī)理以及套管強(qiáng)度的研究。研究從單相圓形層流邊界層方程出發(fā)，對固-液兩相流邊界層紊流雷諾方程作了敘述并進(jìn)行了求解，為解決磨料射流割縫增產(chǎn)增注技術(shù)提供理論指導(dǎo)，而且也能作為固-液兩相流邊界層其他流動(dòng)問題以及磨料射流擴(kuò)大應(yīng)用的初步理論基礎(chǔ)。第二部分包括技術(shù)設(shè)備的改進(jìn)、設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試及進(jìn)行地面模擬試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)直至擴(kuò)大應(yīng)用范圍的研究。在石油開采方面，我國已經(jīng)成為繼俄羅斯之后成功地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的國家，而且可以自行制造出合格的井下割縫設(shè)備，并且為設(shè)計(jì)制造其他磨料射流設(shè)備及制訂相應(yīng)工藝提供了經(jīng)驗(yàn)。
　　《磨料兩相射流理論及在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用》內(nèi)容豐富，資料翔實(shí)。從實(shí)際出發(fā)，深入淺出地剖析了磨料兩相射流的機(jī)理，獲得了眾多成果，并針對現(xiàn)場存在的問題進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，所獲得的成果通過實(shí)際檢驗(yàn)證明了其在油井增產(chǎn)增注方面的重大效果。《磨料兩相射流理論及在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用》既可對相關(guān)專業(yè)的研究生進(jìn)行該領(lǐng)域?qū)W習(xí)有幫助，也有利于工程實(shí)際人員進(jìn)行借鑒。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 磨料兩相射流的理論發(fā)展概述
1.1.1 紊動(dòng)射流理論的發(fā)展歷史
1.1.2 固-液兩相流的研究歷史
1.2 磨料兩相射流切割的研究現(xiàn)狀
1.2.1 磨粒射流切割機(jī)理研究概述
1.2.2 磨粒射流切割作用下材料失效機(jī)理研究
1.3 磨料兩相射流在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用
第2章 固-液兩相紊流等效單相流體流動(dòng)的基本方程
2.1 引言
2.2 固-液兩相流連續(xù)介質(zhì)雙流體模式的基本方程
2.3 固體顆粒在流體流動(dòng)的受力分析
2.4 固-液兩相流的等效單相流體流動(dòng)基本方程
2.5 固-液兩相等效單相流紊流的描述方法
2.6 固-液兩相等效單相紊流基本方程
2.7 紊流方程組的封閉性問題
2.8 小結(jié)
第3章 固-液兩相流圓形紊動(dòng)射流理論
3.1 引言
3.2 紊動(dòng)射流的形成
3.3 圓形層流射流邊界層方程及其求解
3.3.1 單相圓形層流射流
3.3.2 圓形固-液兩相流層流射流
3.4 單相圓形紊流邊界層方程及其求解
3.4.1 紊流邊界層的理論基礎(chǔ)
3.4.2 圓形紊動(dòng)射流的流速分布
3.4.3 圓形射流的紊動(dòng)特性
3.5 固-液兩相流紊流邊界層方程
3.6 采用動(dòng)量積分法求解及討論
3.7 小結(jié)
第4章 磨料射流對材料的打擊作用
4.1 引言
4.2 磨料射流對材料破壞的作用
4.3 射流撞擊材料時(shí)水擊壓力
4.4 金屬材料在磨料射流作用下破壞機(jī)理
4.4.1 金屬材料的破壞形式
4.4.2 接觸應(yīng)力的確定
4.5 巖石在磨料射流作用下的破壞機(jī)理
4.5.1 受沖擊時(shí)巖石失效的原因
4.5.2 壓縮波對巖石的破壞作用
4.5.3 磨料兩相射流中聲速的確定
4.6 小結(jié)
第5章 油井割縫增產(chǎn)機(jī)理及有關(guān)射流工藝參數(shù)的確定
5.1 引言
5.2 油井割縫增產(chǎn)的機(jī)理
5.3 割縫影響區(qū)域
5.4 割縫長度對套管強(qiáng)度的影響
5.5 磨料射流工藝參數(shù)的確定
5.6 鋼球及顆粒的沉降速度
5.7 小結(jié)
第6章 井下磨料射流切割設(shè)備的設(shè)計(jì)研制及試驗(yàn)
6.1 引言
6.2 井下磨料射流割縫設(shè)備設(shè)計(jì)的改進(jìn)
6.3 溢流閥的設(shè)計(jì)和研制
6.4 割縫施工工藝參數(shù)的選擇
6.5 地面模擬及井下試驗(yàn)
6.5.1 試驗(yàn)配套設(shè)備及其布置
6.5.2 地面模擬試驗(yàn)
6.5.3 井下試驗(yàn)
6.6 小結(jié)
第7章 井下磨料射流切割的應(yīng)用
7.1 引言
7.2 一般油層割縫施工設(shè)計(jì)實(shí)例
7.3 其他典型情況下割縫施工
7.3.1 多層位或特厚油層進(jìn)行割縫
7.3.2 割縫用于薄油層及雙層套管代替射孔
7.4 井下割縫有關(guān)施工參數(shù)的確定
7.5 割縫設(shè)備用于油井?dāng)U孔
7.5.1 油井水力擴(kuò)孔的來源
7.5.2 水力擴(kuò)孔方法及成效
7.6 割縫設(shè)備后續(xù)使用狀況
7.6.1 井下割縫深穿透試驗(yàn)
7.6.2 水力割縫技術(shù)水井增產(chǎn)應(yīng)用
7.6.3 井下液力噴砂割縫技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用
7.7 施工中遇到的主要問題及對策
7.8 小結(jié)
第8章 油井中磨料射流固、液兩相流場的數(shù)值模擬
8.1 磨料射流固、液兩相流場的數(shù)學(xué)模型
8.1.1 磨料射流連續(xù)相的數(shù)學(xué)模型
8.1.2 磨料射流離散相的數(shù)學(xué)模型
8.1.3 磨料射流離散相與連續(xù)相耦合的數(shù)學(xué)模型
8.2 磨料射流固、液兩相流場的數(shù)學(xué)模型的求解
8.2.1 磨料射流數(shù)學(xué)模型連續(xù)性方程的離散
8.2.2 磨料射流數(shù)學(xué)模型動(dòng)量方程的離散
8.3 磨料射流固、液兩相流場的數(shù)值模擬分析
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：2.1引言磨料射流井下割縫技術(shù)是應(yīng)用磨料射流在油井或水井內(nèi)對金屬套管及巖層切割成縫的技術(shù)。磨料射流是水、砂混合形成的混合物的射流，是包含有水及固體顆粒的兩相物質(zhì)的流動(dòng)，因而研究磨料射流井下割縫技術(shù)，首先就需要研究水、砂組成的固-液兩相流體的流動(dòng)。固-液兩相流是在自然界、工程界及人類生活中常見的現(xiàn)象，如含泥砂河流的流動(dòng)、大氣中煙塵和粉塵、沙塵暴、冰雹、生物體內(nèi)血液流動(dòng)以及工業(yè)上的噴砂等。研究人員對固-液兩相流的河流的泥砂輸送問題進(jìn)行的研究開展得較早，但是兩相流問題特別是固-液兩相流問題非常復(fù)雜，過去大部分的研究都是經(jīng)驗(yàn)性的，而僅在近二三十年來才發(fā)展了解析處理的方法。對于兩相流的流動(dòng)問題，目前有兩種研究方法，即宏觀的和微觀的方法。分別從連續(xù)介質(zhì)理論和分子運(yùn)動(dòng)論進(jìn)行描述建立兩相流的基本方程，分子運(yùn)動(dòng)理論可以對兩相流給予更多解釋，但由于物理上和數(shù)學(xué)上的許多困難，目前還不能使用分子運(yùn)動(dòng)論處理兩相流的任何實(shí)際問題，因此，在實(shí)際應(yīng)用中都采用連續(xù)介質(zhì)理論來建立兩相流基本方程。2.2固-液兩相流連續(xù)介質(zhì)雙流體模式的基本方程在井下割縫射流流動(dòng)中，固體顆粒與液體（通常為水）的混合物流動(dòng)速度很大。固體顆粒粒徑很小，顆粒的數(shù)量很大，而且在流體中與流體充分混合并隨流體流動(dòng)。因而，在研究中就可以把固體顆粒當(dāng)作一種偽流體來處理。即將流體與固體顆粒的混合物視為兩種流體的流動(dòng)，按連續(xù)介質(zhì)雙流體模型來建立磨粒及水的固-液兩相流的基本方程。一般采用歐拉法對控制體建立兩相流基本方程組，即把這種偽流體和流體的性質(zhì)均視為空間點(diǎn)的函數(shù)，當(dāng)我們說到兩相流流場空間上的顆粒偽流體和真實(shí)流體的速度時(shí)，和單相流體一樣，是指該點(diǎn)域內(nèi)全體固體顆粒和流體質(zhì)點(diǎn)的平均速度，而不是指某一顆粒和流體某一分子的速度。

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《磨料兩相射流理論及在油井增產(chǎn)中的應(yīng)用》是由東北大學(xué)出版社出版的。

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