基于CFD-DEM耦合模型的大粒径非常规岩屑颗粒运移规律研究 被引量：24

1

作者 邵兵 闫怡飞 +1 位作者 毕朝峰 闫相祯 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第27期190-195,共6页

采用CFD-DEM耦合计算模型,利用DEM软件建立大粒径(2 cm)、非球体岩屑颗粒的离散元模型,与FLUENT实现无缝耦合并行计算,颗粒间相互作用采用Hertz-Mindlin弹性接触模型,对大粒径的、非常规岩屑颗粒在水平井段的运移规律进行了数值模拟计... 采用CFD-DEM耦合计算模型,利用DEM软件建立大粒径(2 cm)、非球体岩屑颗粒的离散元模型,与FLUENT实现无缝耦合并行计算,颗粒间相互作用采用Hertz-Mindlin弹性接触模型,对大粒径的、非常规岩屑颗粒在水平井段的运移规律进行了数值模拟计算。基于钻井实测数据,建立水平井段环空内含不同形状(片状,立方体状及球状)相同等效球体粒径颗粒的计算模型,展示了井眼环空内颗粒运移、沉积状态,对环空钻井液流速、不同形状的岩屑颗粒运移速度进行了计算分析,本文还计算得到片状大粒径岩屑含量对钻井液携岩效果的影响规律。结果显示:2 cm等效体积球体粒径的颗粒在井眼环空内的运移状态较差,出现局部堆积;立方体状颗粒的运移效果最差,片状颗粒次之;在所选用计算条件下,片状颗粒含量大于10%时会加剧削弱携岩效果。计算结果可对钻井携岩问题的研究提供一定的参考价值。 展开更多

关键词 CFD-DEM 大粒径岩屑 非常规颗粒 岩屑运移 耦合计算

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基于计算流体力学与离散单元法并行计算的煤层气井大粒径岩屑运动规律初探 被引量：11

2

作者 邵兵 闫怡飞 +1 位作者 毕朝峰 闫相祯 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第15期42-47,共6页

在计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井"扩径"井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处"扩径"井段计算模型。利用DEM软件建立大粒径... 在计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合并行计算的基础上,对大粒径、非球体岩屑在煤层气井"扩径"井段的沉积及运移规律进行了数值模拟。利用FLUENT建立了井眼交汇处"扩径"井段计算模型。利用DEM软件建立大粒径岩屑颗粒的离散元模型。借助集群并行计算优势,首先通过与实验数据的对比证实该CFD-DEM耦合模型的计算精确性、可用性;随后,基于钻井现场岩屑颗粒的采样及对其粒径、形状统计,将岩屑颗粒简化为片状进行计算。对不同粒径岩屑在"扩径"井段的运移及沉积过程进行了模拟再现,量化了粒径对岩屑在该区域的运移能力的影响。研究发现,在通过"扩径"区域时绝大部分的岩屑颗粒将沉积,体现了"扩径"段对大颗粒岩屑的"收纳"作用;岩屑粒径对运移能力有关键影响,粒径岩屑的增加造成其运移能力的指数形式衰减;而钻井液排量的增加对提升携岩能力效果不够明显。分析结果对地下钻井工程具有实际参考意义。 展开更多

关键词 计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM) 煤层气井 大颗粒岩屑 岩屑运移 并行计算

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特殊螺纹油套管接头完整性评估计算分析 被引量：9

3

作者 许志倩 王贝贝 +2 位作者 闫怡飞 闫相祯 盖永革 《压力容器》 北大核心 2019年第5期35-42,13,共9页

针对特殊螺纹油套管接头的主要结构加工参数进行了接头连接和密封性能的评估计算公式推导,并设计完成了一套特殊螺纹接头油套管完整性评估软件。首先,通过对油套管接头失效形式及机理分析,推导出各失效形式对应的临界载荷计算公式;然后... 针对特殊螺纹油套管接头的主要结构加工参数进行了接头连接和密封性能的评估计算公式推导,并设计完成了一套特殊螺纹接头油套管完整性评估软件。首先,通过对油套管接头失效形式及机理分析,推导出各失效形式对应的临界载荷计算公式;然后,通过对单个螺纹牙的弹性变形分析,建立整体油套管螺纹接头的力学分析模型,结合变形协调方程推导得到接头螺纹牙承载分布求解公式;最后,通过对比临界载荷与实际承载以及密封面总接触压力与管内气体压力完成接头完整性评估。评估结果表明:在相同载荷作用下,TM型接头套管最易发生剪切破坏失效;密封面总接触压力大于管内压力,密封性能良好。 展开更多

关键词 特殊螺纹 油套管接头 完整性评估 连接性能 密封性能

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基于广义Kelvin模型的非定常盐岩蠕变模型 被引量：8

4

作者 韩伟民 闫怡飞 闫相祯 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1337-1349,共13页

针对川东北油气田盐岩地层普遍出现的套损现象,对该地层段盐岩的蠕变特性进行研究。用非定常黏壶元件替换广义Kelvin模型中的线性黏壶元件,建立非定常广义Kelvin模型;将其与能够描述盐岩稳态蠕变特征的Heard模型进行串联,构建新的四元件... 针对川东北油气田盐岩地层普遍出现的套损现象,对该地层段盐岩的蠕变特性进行研究。用非定常黏壶元件替换广义Kelvin模型中的线性黏壶元件,建立非定常广义Kelvin模型;将其与能够描述盐岩稳态蠕变特征的Heard模型进行串联,构建新的四元件NGKH盐岩非线性蠕变本构模型,可以描述盐岩的衰减蠕变阶段和稳态蠕变阶段特征。基于室内三轴蠕变试验结果,利用Levenberg-Marquardt算法对NGKH模型蠕变参数进行识别。基于FLAC3D的UDM接口程序,采用C++编程语言对其进行二次开发;并通过三轴蠕变试验的数值模拟对开发NGKH模型进行验证。研究结果表明:NGKH模型的拟合结果与室内试验结果吻合良好,该蠕变模型能够准确描述盐岩的非线性蠕变特性;通过黏弹性与非线性计算结果,验证了开发NGKH模型程序的正确性和合理性。 展开更多

关键词 蠕变本构模型 非定常广义Kelvin模型 Heard稳态蠕变模型 二次开发 有限差分法

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CO_2和H_2S共存酸性环境OCTG材料选用研究 被引量：7

5

作者 闫怡飞 董卫 +2 位作者 邵兵 倪元勇 闫相祯 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期159-164,共6页

针对5个公司在CO2和H2S共存酸性环境下石油管材(OCTG)选材规范及NACE MR0175/ISO 15156标准进行对比分析。对影响管材安全性的因素进行分析,给出各环境条件下不同公司选材规范之间的异同和适用范围。研究综合选材方案及操作步骤,编制OCT... 针对5个公司在CO2和H2S共存酸性环境下石油管材(OCTG)选材规范及NACE MR0175/ISO 15156标准进行对比分析。对影响管材安全性的因素进行分析,给出各环境条件下不同公司选材规范之间的异同和适用范围。研究综合选材方案及操作步骤,编制OCTG材料综合选材软件。以新疆油田三高气井(高温、高压、高硫化氢环境)为例进行具体分析,给出影响材料抗腐蚀性能的计算公式,并根据材料的不同性质选择不同的选材准则。结果表明:影响酸性环境下OCTG选材的主要因素为H2S分压和CO2分压、温度及Cl-含量;得到了最优的选材推荐区间。 展开更多

关键词 CO2和H2S 酸性环境 石油管材 材料选用 腐蚀气体

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基于断裂力学的射孔套管孔边开裂行为分析 被引量：6

6

作者 许志倩 梁云浩 +1 位作者 闫怡飞 王贝贝 《压力容器》 北大核心 2020年第4期50-56,共7页

针对内压作用下的射孔套管的孔边开裂行为,应用断裂力学分别对线弹性条件和弹塑性条件下的孔边开裂进行分析,给出线弹性条件下圆柱壳体孔边裂纹应力强度因子和临界开裂内压公式,以及弹塑性条件下含孔边裂纹管道的临界开裂内压公式;通过M... 针对内压作用下的射孔套管的孔边开裂行为,应用断裂力学分别对线弹性条件和弹塑性条件下的孔边开裂进行分析,给出线弹性条件下圆柱壳体孔边裂纹应力强度因子和临界开裂内压公式,以及弹塑性条件下含孔边裂纹管道的临界开裂内压公式;通过MATLAB对两种条件下的力学模型进行解析,首先从线弹性条件下内压、裂纹长度以及孔径对应力强度因子的影响展开分析;然后从弹塑性条件下孔径和裂纹长度对临界开裂内压的影响进行分析;最后对小范围屈服情况下的两种断裂判据的套管临界开裂内压进行了对比。 展开更多

关键词 圆柱壳体 孔边开裂 应力强度因子 临界开裂内压 COD准则

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基于小波多尺度变换的储气库井管柱非线性振动特性研究 被引量：6

7

作者 闫行 闫怡飞 闫相祯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期51-60,共10页

为探究储气库井注采过程管柱非线性振动特性,获得储气库井管柱在井筒内的动力特性和频域特征。根据储气库井筒结构特点建立储气库井管柱非线性振动分析方法,通过数值求解得到管柱非线性的数学方程;根据振动模型建立ANSYS仿真模型,模拟... 为探究储气库井注采过程管柱非线性振动特性,获得储气库井管柱在井筒内的动力特性和频域特征。根据储气库井筒结构特点建立储气库井管柱非线性振动分析方法,通过数值求解得到管柱非线性的数学方程;根据振动模型建立ANSYS仿真模型,模拟分析管柱的固有特性并与数学模型结果进行对比,同时对储气库井管柱进行瞬态动力学响应分析,得到管柱振动效果变化规律;结合现场工况搭建储气库井管柱振动实验研究装置,设计振动信号数据采集终端,通过注气过程管柱非线性振动实验得到振动特征数据。以实际储气库井J03-H1为例,分析注气过程管柱压力、管壁速度和幅值等振动效果变化规律。结果表明:同一生产条件下所建模型计算结果与ANSYS仿真结果基本一致;随着管柱设计的增长,环空约束对管柱固有特性影响作用较大;低频压力波动是诱发管柱振动的重要激励源;随着注气量的增加,各段管柱振动效果变化明显,呈周期性变化,其中近注气口段和井斜段是储气库井管柱产生振动的高发区域,在管柱安全生产设计和运行时应做出相应的安全措施。 展开更多

关键词 储气库井 管柱 小波多尺度变换 非线性振动 实验研究

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热采水平井完井筛管参数对管柱稳定性影响研究 被引量：3

8

作者 董卫 闫怡飞 +3 位作者 闫行 宋胜利 王建军 闫相祯 《石油机械》 北大核心 2018年第3期65-71,共7页

为研究热采过程完井筛管参数对热采水平井完井筛管柱稳定性的影响,引入压杆失稳欧拉公式。以热采井H03-Y5井为例,通过ANSYS软件建立三维有限元模型,分析热采过程中孔密、孔径和壁厚等筛管参数变化对筛管完井管柱的稳定性影响。研究结果... 为研究热采过程完井筛管参数对热采水平井完井筛管柱稳定性的影响,引入压杆失稳欧拉公式。以热采井H03-Y5井为例,通过ANSYS软件建立三维有限元模型,分析热采过程中孔密、孔径和壁厚等筛管参数变化对筛管完井管柱的稳定性影响。研究结果表明:在热采井H03-Y5热采过程中,完井筛管受轴向载荷作用时,发生3阶失稳破坏的载荷要远大于1、2阶破坏载荷;临界失稳载荷值随着筛管孔密和壁厚变化呈正相关,与筛管孔径呈负相关;为保证水平段套管柱的稳定性,需要在完井时增加筛管孔密、减小孔径或选用较大壁厚筛管。根据开孔套管特征及有限元计算结果,推导出开孔套管随孔密和孔径变化时的整体失稳临界载荷计算公式,该公式具有良好的适用性。研究结果可为热采过程中筛管柱的设计和失效预防提供参考和依据。 展开更多

关键词 热釆水平井 筛管柱 失稳临界载荷 稳定性影响

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基于套变数据的盐岩地层非均匀地应力反演 被引量：3

9

作者 张庆生 韩伟民 +1 位作者 闫怡飞 闫相祯 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期126-130,共5页

非均匀地应力是直接造成套管承受非均匀载荷和间接造成套管挤毁损坏的主要原因之一,而套管变形数据与地应力变化密切相关。基于套管变形数据,利用最小二乘法建立非均匀地应力优化反演模型。将套管内壁观测点实际变形量与计算变形量差值... 非均匀地应力是直接造成套管承受非均匀载荷和间接造成套管挤毁损坏的主要原因之一,而套管变形数据与地应力变化密切相关。基于套管变形数据,利用最小二乘法建立非均匀地应力优化反演模型。将套管内壁观测点实际变形量与计算变形量差值的平方作为目标优化函数,非均匀地应力作为设计变量,采用零阶函数最小二乘逼进优化方法,对满足套管内径变形量条件下的非均匀地应力进行有限元数值优化反演分析。并基于全井段测井资料的岩石力学参数解释,对川东北某气田HY1井不同套损段的非均匀地应力进行反演计算。计算结果为该区块后续钻井设计、套管强度设计及修井作业等提供依据,该方法为盐岩地层非均匀地应力的获取提供了新途径。 展开更多

关键词 套管变形 优化反演 盐岩地层 非均匀地应力

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动态载荷作用下UGS管柱非线性屈曲特性研究 被引量：2

10

作者 闫行 闫怡飞 闫相祯 《石油机械》 北大核心 2021年第4期124-132,共9页

为探究动态载荷作用下地下储气库(UGS)受压段管柱非线性屈曲特性,根据储气库井筒结构特点,建立了柔性约束下UGS管柱非线性屈曲力学模型,采用慢动力法阶跃式施加管柱外载荷,并结合考虑接触的管柱屈曲动力学方程,分析了动态载荷作用下管... 为探究动态载荷作用下地下储气库(UGS)受压段管柱非线性屈曲特性,根据储气库井筒结构特点,建立了柔性约束下UGS管柱非线性屈曲力学模型,采用慢动力法阶跃式施加管柱外载荷,并结合考虑接触的管柱屈曲动力学方程,分析了动态载荷作用下管柱的非线性屈曲特性。以UGS-ZY11井现场数据为例,通过ABAQUS模拟计算进行对比研究,并分析储库产量和管径等因素对管柱非线性屈曲的影响,从而获得动态载荷作用下管柱屈曲演变过程和套管接触压力分布特点。研究结果表明:对于同一生产条件,动态载荷作用下管柱中和点到封隔器处的管柱处于连续非均匀的屈曲状态;管柱受力变形初始阶段,环空压力对其与套管壁接触存在“软约束”;随着储库产量和管径的增加,管柱屈曲变形过渡时间越短,管柱越容易发生螺旋变形;动态载荷作用下诱发管柱振动,导致径向位移较小的油管柱与套管壁发生接触,将加剧油套管损伤失效破坏,在管柱安全生产设计和运行时应做出相应的安全措施。研究结果为深入开展动态载荷作用下UGS管柱非线性屈曲特性研究提供了一种新的思路和方法。 展开更多

关键词 动态载荷 管柱 非线性 屈曲 UGS ABAQUS

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基于Waha双流体模型修正的UGS环空带压异常物理特征 被引量：2

11

作者 闫相祯 闫行 +1 位作者 闫怡飞 李鹏宇 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期146-156,共11页

为探究储气库(UGS)环空带压异常物理特征,考虑UGS井筒结构和传热特点,建立基于Waha双流体模型修正的UGS力学分析方法。通过有限元软件模拟研究管柱泄漏后A-环空内气液两相流动特性。采用过冷减压试验和数值计算对UGS力学分析方法进行对... 为探究储气库(UGS)环空带压异常物理特征,考虑UGS井筒结构和传热特点,建立基于Waha双流体模型修正的UGS力学分析方法。通过有限元软件模拟研究管柱泄漏后A-环空内气液两相流动特性。采用过冷减压试验和数值计算对UGS力学分析方法进行对比研究,并分析储库产量、径向面积和气液比等因素对环空带压的影响。以UGS-Q5井带压异常数据为例,通过相对误差分析验证方法的可行性。结果表明:泄漏气在A-环空内发生环状流动,井筒垂直结构有利于气体流动;在持续注入过程中,井筒泄漏导致油套环空带压增长趋势明显,并随着储库产量、径向面积和气液比增加而不断增加;建立的UGS环空带压异常物理特征分析模型具有较好的计算精度和工程实用性,能满足实际工程的计算需求。 展开更多

关键词 Waha双流体模型 地下储气库 环空压力 力学分析

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双循环钻井携岩系统CFD-DEM仿真及工具优化 被引量：2

12

作者 邵兵 闫怡飞 +1 位作者 张帅 闫相祯 《石油机械》 2017年第8期1-6,共6页

为了进一步提高双循环钻井技术在煤层气钻井中的钻进效率,在介绍颗粒运动方程及Hertz-Mindlin接触模型的基础上,建立了双循环全井仿真模型,利用CFD-DEM耦合模型对双循环钻井技术进行了再现,展示了辅助循环的作用机理,并依据仿真结果对... 为了进一步提高双循环钻井技术在煤层气钻井中的钻进效率,在介绍颗粒运动方程及Hertz-Mindlin接触模型的基础上,建立了双循环全井仿真模型,利用CFD-DEM耦合模型对双循环钻井技术进行了再现,展示了辅助循环的作用机理,并依据仿真结果对辅助循环喷嘴进行了优化。分析结果表明:双循环系统的共同作用对携岩效果的改善非常明显,辅助循环对改善钻井携岩效果具有正作用,喷嘴入射角度在40°±10°范围时双循环系统携岩效果最好,辅助循环工作效果最佳。所得结论可为双循环钻井系统的现场应用提供参考。 展开更多

关键词 双循环系统 携岩效果 CFD-DEM 耦合模型 辅助循环 入射角度 岩屑颗粒

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高压注水井地层吸水软化效应及井筒应力状态分析 被引量：2

13

作者 董卫 邵兵 +1 位作者 闫怡飞 闫相祯 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第5期33-38,共6页

油气井高压注水增产措施会导致地层吸水软化,改变地层应力状态,从而使井筒受力状态发生变化。针对这一问题,首先对岩心样品进行浸泡及压缩实验,结果表明:浸泡后的岩样弹性模型和抗压强度均发生大幅降低,证实了高压注水措施对地层的软化... 油气井高压注水增产措施会导致地层吸水软化,改变地层应力状态,从而使井筒受力状态发生变化。针对这一问题,首先对岩心样品进行浸泡及压缩实验,结果表明:浸泡后的岩样弹性模型和抗压强度均发生大幅降低,证实了高压注水措施对地层的软化作用。进一步建立地层、水泥环及套管的三重耦合有限元模型,讨论了高压注水工况下下套管及水泥环的应力状态以及套管壁厚、注水压力等参数的影响规律,采用变化井筒围岩弹性模量的方式模拟井筒围岩的吸水软化作用,并分析套管、水泥环应力变化,结果显示地层软化作用下对套管及水泥环的应力增加非常明显。实验及计算结果为高压注水井井筒受力及套损的理解提供了借鉴。 展开更多

关键词 高压注水 吸水软化 地应力 套管 套损 水泥环

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深部倾斜盐岩地层套管应力及变形研究 被引量：2

14

作者 韩伟民 闫怡飞 闫相祯 《石油机械》 北大核心 2019年第11期111-117,共7页

针对川东北盐岩地层套管挤毁变形问题,建立了深部倾斜盐岩地层-水泥环-套管组合体三维有限差分模型,研究了非均匀地应力作用下地层倾角、井斜角、盐岩地层厚度及盐岩力学参数对套管等效应力和变形量的影响。研究结果表明:蠕变1 a时,套... 针对川东北盐岩地层套管挤毁变形问题,建立了深部倾斜盐岩地层-水泥环-套管组合体三维有限差分模型,研究了非均匀地应力作用下地层倾角、井斜角、盐岩地层厚度及盐岩力学参数对套管等效应力和变形量的影响。研究结果表明:蠕变1 a时,套管内壁最大等效应力和套管内径最大变形量随着地层倾角和井斜角的增大而同时增大,且地层倾角的影响程度明显大于井斜角,随着盐岩地层岩石力学性质的增强而同时降低,即层间岩石力学性质差异越小,套管安全系数越高;当地层倾角和井斜角较大时,套管的最大变形量随着盐岩地层厚度的增大呈线性增加;利用建立的三维数值模型可以对一定地质条件下的深部倾斜盐岩地层套管的变形趋势进行重现和预测。研究结果对于预防和解决川东北油气田盐岩地层套管损坏问题、优化盐岩地层钻井设计及套管强度设计具有较高的理论参考价值。 展开更多

关键词 盐岩地层 套管应力 套管变形 地层倾角 井斜角 等效应力 有限差分模型

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“互联网+”时代下对大学本科生开展线上教学的几点思考 被引量：2

15

作者 许志倩 闫怡飞 纪仁杰 《黑龙江教师发展学院学报》 2021年第7期42-45,共4页

互联网技术打破了时空限制,使本科教学实现了空间多样化和时间自由化,在线资源平台和应用软件的细节性、实时性功能设计,为构建师生互动快速响应机制和提供精准教学信息反馈平台创造了新条件。线上教学需要教师走出环境改变导致的教学... 互联网技术打破了时空限制,使本科教学实现了空间多样化和时间自由化,在线资源平台和应用软件的细节性、实时性功能设计,为构建师生互动快速响应机制和提供精准教学信息反馈平台创造了新条件。线上教学需要教师走出环境改变导致的教学情感失衡和学生学习动力缺失的困境,教师和学生要共同打破对自我角色的认知局限,突破教师以不变应万变和学生消极被动的舒适圈。同时,要深刻认识线上教学发展对本科教育的影响,变模式不变初心,维护教学自由,恪守纪律规范。 展开更多

关键词 线上教学 “互联网+” 本科教育 教与学

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折皱式防砂筛管过流性能测试及评价方法 被引量：2

16

作者 陈阳 齐志刚 +3 位作者 闫怡飞 刘东林 陈宗毅 宋翰林 《石油机械》 北大核心 2021年第3期117-124,共8页

常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管。通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能。... 常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管。通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能。试验结果表明:新型折皱式防砂筛管过滤面积大,其筛网材料用量为常规优质筛管的4倍以上,可在一定程度上降低筛网堵塞对过流性能的不利影响,从而有效提高井筒供液能力;在高产液量、稠油、致密砂岩、砂岩粒度不均等复杂工况下,ZZS筛管的过流性能优于金属毡筛管,更优于配合砾石充填的绕丝筛管。研究结果可以为油田区块新型防砂技术的推广应用提供重要指导。 展开更多

关键词 折皱式筛管 防砂 过流性能 物模试验 试验样件 性能测试 过滤面积

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煤层气水平井负压循环改造的离散元分析 被引量：1

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作者 暴喜涛 闫怡飞 +1 位作者 杨江 闫相祯 《石油机械》 北大核心 2019年第10期69-74,共6页

针对压裂过程中压裂液增黏剂的活性较低、破胶不完全、滤饼、残留以及对产层的污染等问题,基于颗粒流平行粘接模型、煤岩力学参数以及负压循环改造过程,构建了欠平衡条件下的煤岩井眼离散元数值模型,在不同泵注压力、环向割缝数量、割... 针对压裂过程中压裂液增黏剂的活性较低、破胶不完全、滤饼、残留以及对产层的污染等问题,基于颗粒流平行粘接模型、煤岩力学参数以及负压循环改造过程,构建了欠平衡条件下的煤岩井眼离散元数值模型,在不同泵注压力、环向割缝数量、割缝宽度以及井眼直径下,对5次增压放喷后井筒周围煤岩形成的破碎带进行数值模拟。分析了煤岩井眼周围的破碎状态,论证了负压循环改造技术的产层改造效果。研究结果表明:增加氮气的泵注压力、环向割缝数量以及割缝宽度可以增大负压循环改造形成的破碎带半径,但随着泵注压力、环向割缝数量以及割缝宽度的不断增加,破碎带半径增大幅度会发生不同程度的指数衰减;可以通过优化负压循环改造的施工参数及割缝筛管参数,来优化煤层气水平井负压循环改造的施工技术方案。研究结果可为负压循环技术的现场应用提供指导。 展开更多

关键词 煤层气 负压循环改造 离散元 泵注压力 割缝数量 割缝宽度 破碎带半径

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川东北嘉四段-嘉五段地层岩石力学参数不确定性研究 被引量：1

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作者 韩伟民 闫相祯 闫怡飞 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第27期11272-11279,共8页

针对川东北油气田嘉陵江组嘉四-嘉五段地层普遍出现的套管变形损坏现象,有必要对该地层段岩石力学性质进行统计分析。采用随机-模糊统计法对静态岩石力学参数样本数据进行粗差分析,并基于Kolmogorov-Smirnov(K-S)假设检验方法,研究嘉陵... 针对川东北油气田嘉陵江组嘉四-嘉五段地层普遍出现的套管变形损坏现象,有必要对该地层段岩石力学性质进行统计分析。采用随机-模糊统计法对静态岩石力学参数样本数据进行粗差分析,并基于Kolmogorov-Smirnov(K-S)假设检验方法,研究嘉陵江组四段-嘉五段地层的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度和内聚力等岩石力学参数的概率分布特征,以确定各岩石力学参数最优的概率分布形式和概率密度函数。结果表明:嘉陵江组嘉四段-嘉五段地层的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度和内聚力都具有较强的离散性,且其大样本最优概率分布形式并不一致,分别为威布尔分布、威布尔分布、对数正态分布和对数正态分布。计算得到的岩石力学参数概率分布区间,能够更为准确地描述嘉陵江组四-五段地层的力学性质,研究结果为盐膏岩地层钻井设计及井壁稳定性研究等提供了数据支持。 展开更多

关键词 岩石力学性质 不确定性分析 随机-模糊统计 假设检验 概率密度

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基于热力学试验和数值方法的非线性衬里材料性质

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作者 刘铭刚 闫怡飞 +4 位作者 闫涛 宋胜利 周晓奇 杨秀娟 闫相祯 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期47-54,共8页

通过物理试验和数值试验对衬里材料热-力学性质进行研究。对工业上测定高温、内压作用下的大型衬里设备材料导热系数时不能有效模拟环境载荷及升保温控制的问题,设计实际可行的室内升保温试验,对衬里材料在设备高温运行状态下导热性质... 通过物理试验和数值试验对衬里材料热-力学性质进行研究。对工业上测定高温、内压作用下的大型衬里设备材料导热系数时不能有效模拟环境载荷及升保温控制的问题,设计实际可行的室内升保温试验,对衬里材料在设备高温运行状态下导热性质进行研究。通过力学试验研究衬里材料力学性质和强度破坏形式,讨论衬里材料力学性质随围压的变化规律。将物理试验参数下的耦合数值试验结果与规范对比。研究结果表明:室内升保温试验和力学试验可作为衬里材料传热特性和力学性质参数获取的方案,为数值试验模拟实际工况提供数据支持;当金属质量分数升高时,同等围压条件下的衬里材料抗压强度有明显提高;当金属质量分数一定时,衬里抗压强度随着围压的增大而提高;随着围压增大,衬里弹性模量和本构曲线的斜率都增大,应力极值也相应提高,且在达到应力峰值后,轴向应力平缓下降,径向应力则逐渐趋于平稳;衬里层整体内侧受压,外侧受拉,具有应力不对称特征。物理试验与数值试验相结合是研究衬里材料热-力学性质的有效方法。 展开更多

关键词 衬里材料 升保温试验 力学试验 导热系数 数值试验

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蒸汽热采水平井管柱受力稳定性分析研究 被引量：2

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作者 董卫 闫怡飞 +1 位作者 闫行 邵兵 《计算机仿真》 北大核心 2018年第4期42-47,共6页

针对热采管柱设计时未充分考虑作业过程中管柱的受力变化的情况,考虑蒸汽热采井井下复杂工况,研究复杂约束条件对完井管柱的稳定性影响。推导并建立复杂约束条件下管柱受力计算模型,以实际热采水平井B05-P2井为例,分析井身结构、高温蒸... 针对热采管柱设计时未充分考虑作业过程中管柱的受力变化的情况,考虑蒸汽热采井井下复杂工况,研究复杂约束条件对完井管柱的稳定性影响。推导并建立复杂约束条件下管柱受力计算模型,以实际热采水平井B05-P2井为例,分析井身结构、高温蒸汽注入等复杂工况对完井管柱的稳定性影响。结果表明,管柱下入过程井身弯曲段对管柱受力状态影响最大;注蒸汽阶段套管柱因热胀效应产生的位移无法释放,易引起水平段破坏,失效形式主要是失稳破坏;将现场所用补偿距离与理论所需最小补偿能力对比,证实该约束条件下管柱受力分析方法具有良好的适用性,建议在完井时根据实际工况增加适当规格的补偿器或预留部分空间。 展开更多

关键词 约束条件 热采水平井 完井管柱 稳定性预测分析

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