四川高等学校成果转化重大培育项目(12ZZ003)
- 作品数：18 被引量：102H指数：6
- 相关作者：田家林杨琳李友朱永豪杨志更多>>
- 相关机构：西南石油大学西南交通大学中国石油更多>>
- 发文基金：四川高等学校成果转化重大培育项目国家自然科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程机械工程更多>>
- 水力旋流器内组合涡运动的量化研究被引量：3
- 2015年
- 为了深入分析旋流分离技术基础理论的机理,采用CFD技术的雷诺应力湍流模型,对旋流器内部流场关键特征参数进行三维数值模拟并验证其正确性,与相关报道的相对误差均在5%以内。在此基础上采用统计平均法对关键区域参数数据进行统计平均处理,相关数据和分布曲线表明,流场可划分为组合涡运动(包括强制涡、准自由涡)及边界层两大区域,得出其相应的运动特性,并量化出每个区域对应的半径位置;分析同时得出重要结论:组合涡运动指数(n)在流场中不是原有理论认为的一个常数,而是分两段与其沿半径具体位置(r)相关的函数,并根据数据线性回归给出定量经验公式。通过与原有理论计算及相关报道的对比分析,验证了上述经验公式的正确性,进一步完善了原有的流场基础理论,对指导旋流器的设计计算具有实际应用意义。
- 杨琳田家林杨志任连城赵芸刘刚袁长福
- 关键词：旋流分离器流场经验公式
- 增强造斜易控性的新型PDC钻头工作特性被引量：6
- 2015年
- 为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力学分析模型,并在此基础上分析了钻头破岩过程的造斜特性;根据实验测试结果,分析轮廓设计参数对钻头破岩特性的影响。研究结果表明:心部锥角和过渡圆弧半径对PDC钻头的造斜能力及造斜曲率影响较大;心部锥角太深,使钻头偏转能力下降,进而导致其造斜曲率过大;心部锥角太浅,钻头稳斜能力显著下降,使实际稳斜阶段曲线较设计曲线偏离较大;在定向井实际钻进过程中,增强造斜易控性的新型PDC钻头能较好地解决现有常规PDC钻头偏转能力弱、造斜曲率过大的缺点。建立的分析模型综合考虑了钻头在定向钻进时的复杂工况,并对相关研究进行了修正和完善;同时,通过相关参数的调整,可将分析模型应用于其他情况下的分析研究,研究结论对定向井技术的发展及钻井工具的研制具有重要参考意义。
- 田家林刘刚杨琳吴纯明杨志袁长福付传红李友
- 关键词：PDC钻头定向井造斜破岩
- 新型扭力冲击器的运动特性研究被引量：11
- 2016年
- 针对钻井过程中,出现的卡钻、粘滑现象,提出了一种产生扭转振动的新型扭力冲击器。首先分析了扭力冲击器的工作原理,然后,结合扭力冲击器工作的实际情况,建立了扭力冲击器运动学模型,并在此基础上,得到了扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量之间的关系。最后通过实验测试与算例计算的结果进行对比,验证了计算方法的准确性与可靠性。研究结果表明:扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量有着密切关系。碰撞频率与入口压强成正比,与入口流量呈反比。研究结论为扭力冲击器的进一步研究打下了基础,为扭力冲击器的现场使用了提供了参考依据。
- 田家林朱永豪吴纯明杨琳
- 关键词：钻井井下工具扭力冲击器运动学
- CNG脱水用4A分子筛再生性能实验研究被引量：11
- 2014年
- 研究了应用于CNG深度脱水的4A分子筛再生效果影响因素,以达到优化再生和节能降耗的目的。通过采集3种不同吸附程度的4A分子筛样品,将每种样品分为3组并分别加热至200℃、240℃和260℃,加热时长均为9h,测定了样品的脱附量,得出了分子筛样品加热时间、再生温度与单位质量脱附量η的关系曲线。结果表明,4A分子筛适宜的再生温度约为240℃,加热时间至少3h。在不改变某CNG脱水装置设备及其他参数的前提下,将再生温度由200℃提升至240℃,完成了再生效果评价。结果表明,虽然再生电耗增加了3.7kW·h,但加热时间缩短了1.5h,再生气用量减少了33.4m3,单次脱水能力由1.8×104 m3提升为2.2×104 m3。
- 梁政李双双张力文朱小华田家林
- 关键词：4A分子筛CNG脱水节能
- CNG压缩机节能技术与试验分析被引量：18
- 2013年
- 压缩机是CNG加气站的主要耗能单元,但目前我国CNG技术起步较晚、研究不够深入,导致CNG加气站工艺流程不尽合理、CNG压缩机整体性能不够优良,系统运行能耗高、效率低。为此,针对CNG压缩机效率低、能耗高的问题,开展了压缩机能耗影响关键参数分析和节能技术研究。结合CNG压缩机工艺提出了对压缩缸级间回气进行冷却、分离的节能技术改造方案,完成了L-12/5-250型CNG压缩机第二、四级级间回气管线加装冷却器的节能技术改造,并进行了系统的现场能耗测试。在不改变冷却系统和CNG压缩机系统其他设备及参数的条件下,对比测试了原料气进气压力分别为0.35、0.38、0.40MPa时关闭和开启第二、四级级间冷却器工况下压缩机的运行参数和能耗数据,得到对应节能比分别为3.87%、4.04%、3.96%,节能效果良好,验证了该节能改造技术的可行性。
- 梁政李双双田家林朱小华梅庆刚张力文
- 关键词：CNG压缩机能耗节能技术改造可行性
- CNG站脱水装置节能技术被引量：2
- 2013年
- CNG站脱水装置是CNG加气站的主要耗能单元之一,其脱水效果的好坏直接影响到CNG的气质。针对目前CNG站脱水装置再生工艺不合理、再生时间长、再生能耗高等问题,结合脱水装置实际运行情况,开展了节能技术研究,提出了利用再生气余热的节能技术。其节能核心在于通过能量(热量和冷量)的互补利用,提高加热炉的进口温度以缩短加热时间,降低加热炉电耗量,同时降低冷凝分离器的进口温度以改善CNG的分离效果,实现了CNG站脱水装置节能降耗与优化再生效果的双重目标。在不改变其他设备及参数的条件下,完成了节能技术改造前后能耗对比测试。结果表明:CNG站脱水装置的加热时间缩短了27.3%,再生气用量节约了18.4%,加热炉电耗量降低了28.6%,节能效果明显。
- 梁政李双双田家林朱小华张力文
- 关键词：CNG加气站加热炉节能余热利用
- 基于扭转振动的PDC钻头布齿角度对复合片磨损规律的影响研究被引量：8
- 2014年
- 针对PDC钻头布齿角度对复合片磨损的研究现状与不足,论文提出了一种基于扭转振动的PDC钻头布齿角度对复合片磨损规律影响的研究方法.利用PDC钻头典型的几何学知识,分析PDC钻头布齿角度之间的关系以及对切削弧长、切削面积等的影响,建立PDC钻头的扭转振动模型,得到在振动下的位移、速度、转速等关键参数,然后利用磨损理论分析布齿角度对复合片磨损规律的影响.结果表明:前倾角的不同取值会引起PDC钻头复合片的磨损规律发生显著变化,而刃倾角对于PDC钻头体积磨损速度的影响非常复杂.作为布齿的重要参数,前倾角与刃倾角的取值会显著影响PDC钻头的性能,对其进行优化与合理取值,有利于提高PDC钻头复合片的使用寿命.论文的方法与结论对于进行PDC钻头复合片失效机理的研究具有参考意义.
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- 关键词：钻头PDC磨损
- 模块化布齿的新型PDC钻头破岩特性被引量：6
- 2015年
- 针对现有PDC钻头破岩过程中比压会随着磨损增加而迅速减小的特点,设计一种比压可控的模块化PDC钻头(模块钻头)。首先进行模块钻头切削单元布置方法设计,分析和优化钻头的有效切削刃长,在此基础上建立模块钻头切削齿破岩过程的力学模型,分析切削面积、切削深度、切削齿半径、载荷之间的关系。通过对比现场试验与算例结果,验证模块钻头的破岩特性。研究结果表明:模块钻头能减小有效切削刃长,保证切削单元的钻进比压,增加切削齿的切削深度、切削面积和切削载荷,提高钻头的有效破岩体积,增加钻头的总进尺。通过模块化布齿设计布置,模块钻头可填补常规PDC钻头与孕镶钻头之间的空白。
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- 关键词：钻井PDC钻头破岩机械钻速使用寿命
- 考虑流固耦合钻井液冲蚀引起的钻柱失效分析被引量：6
- 2015年
- 基于钻柱与钻井液耦合影响因素分析,建立了钻柱失效模型,利用流固耦合和钻柱振动的基本理论对钻柱的振动频率和振动速度进行了求解,分析了钻井液密度、流速、流动应力以及钻柱的振动频率和速度对钻柱失效的影响,在此基础上利用冲蚀理论对钻柱的失效进行研究得到了钻井液对钻柱的冲蚀磨损量以及最大冲蚀角度。根据算例参数设计了对应的室内实验,并将算例分析结果与实验结果进行对比,验证了本文所建的钻柱失效模型的正确性,结果表明考虑流固耦合钻井液对钻柱的冲蚀磨损量要远大于未考虑流固耦合钻井液对钻柱的冲蚀磨损量;层流状态下钻井液引起钻柱失效所发生的最大冲蚀角与钻井液和钻柱之间是否进行流固耦合无关。工程应用实例表明,本文研究结果可以较好地指导钻井作业实践,对于减少钻柱失效和降低钻井成本具有一定的参考意义。
- 田家林杨志付传红杨琳李友朱永豪
- 关键词：流固耦合钻柱失效
- 压力脉动对气体钻井钻杆振动特性的影响
- 2015年
- 基于钻杆振动的现有研究情况,以及压力脉动对气体钻井钻杆振动的重要影响,本文提出考虑压力脉动的气体钻柱振动特性计算方法。首先根据气体钻井实际情况,分析其压力脉动特性;然后建立包含压力脉动的激振力计算方法,在此基础上,建立钻杆振动特性计算模型。根据建立的模型,结合算例参数,分析了气体钻井钻杆的振动特性,包括压力脉动、激振力、弯头角度、模态阶数、振动位移及速度等。并通过对比实验测试与算例计算的结果,验证了分析方法与计算模型的可靠性。研究结果表明:压力脉动对气体钻井钻杆振动具有重要影响,进行气体钻井钻杆振动特性研究,需要基于压力脉动计算模型,建立激振力求解方法,才能保证钻杆振动特性分析的准确性、可靠性。研究结论对于气体钻井钻杆失效机理、钻杆共振特性以及提高钻杆使用寿命具有参考意义。
- 田家林付传红杨琳李友朱永豪
- 关键词：压力脉动振动钻杆气体钻井激振力
