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基于大涡模拟的风琴管喷嘴结构参数优化及流动特性分析

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化工机械 2024年第3期51卷 382-391页

作者：杨新霞闫月娟徐艳李森刘海水刘幸倩东北石油大学机械科学与工程学院

基于ZGB空化模型和WALE亚格子模型,采用大涡模拟(LES)方法对风琴管喷嘴空化射流流场进行数值模拟研究,在实验与数值模拟空化云演化规律基本吻合的基础上开展风琴管喷嘴结构参数优化设计。基于三因素四水平的正交试验设计,分析了圆柱段... 详细信息

基于ZGB空化模型和WALE亚格子模型,采用大涡模拟(LES)方法对风琴管喷嘴空化射流流场进行数值模拟研究,在实验与数值模拟空化云演化规律基本吻合的基础上开展风琴管喷嘴结构参数优化设计。基于三因素四水平的正交试验设计,分析了圆柱段及扩散段对空化射流流场特性的影响规律。结果表明,扩散角角度为空化效果的主要影响因素,圆柱段长度为射流效果的主要影响因素,扩散段长度对空化射流影响相当,通过极差分析获得了风琴管喷嘴最优结构参数组合。对比分析风琴管喷嘴结构参数优化前后的空化射流流场发现,优化后的风琴管喷嘴空化射流效果显著提升。

关键词：风琴管喷嘴大涡模拟正交试验结构参数优化空化射流

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电潜泵叶轮冲蚀磨损的数值模拟及验证

西南石油大学学报（自然科学版） 2014年第4期36卷 175-181页

作者：王尊策梅思杰陈思吕凤霞闫月娟东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

针对同井采注水中电潜泵叶轮出现的冲蚀磨损问题,采用RNG k-ε湍流模型和离散相模型,实现对冲蚀磨损的数值模拟。通过对不同粒径和转速条件下叶轮的冲蚀磨损进行分析,得到了冲蚀磨损规律和磨损机理。研究结果表明,叶片凹面中心是最严重... 详细信息

针对同井采注水中电潜泵叶轮出现的冲蚀磨损问题,采用RNG k-ε湍流模型和离散相模型,实现对冲蚀磨损的数值模拟。通过对不同粒径和转速条件下叶轮的冲蚀磨损进行分析,得到了冲蚀磨损规律和磨损机理。研究结果表明,叶片凹面中心是最严重的冲蚀磨损区域;转速和砂粒粒径增大都会加剧冲蚀磨损,逐步使冲蚀磨损较严重的区域由凹面中部的一点逐步扩展到整个凹面;0.07 mm是冲蚀磨损迅速增强的临界点;数值模拟结果与验证结果吻合较好。因此,利用CFD预测潜油电泵叶轮的冲蚀磨损是可行的。

关键词：电潜泵冲蚀磨损离散相 CFD 数值模拟

基于LES方法的壁面旋转旋流分离器内流特性的研究

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流体机械 2017年第8期45卷 1-5页

作者：徐艳张彦月张井龙闫月娟王尊策东北石油大学黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318

针对旋流器在井下油水分离的应用过程中,壁面随螺杆泵旋转这一问题,本文基于大涡模拟(LES)方法对壁面旋转旋流分离器内部流场进行数值模拟,并通过LDV测试结果验证了模型的可靠性,得到了壁面旋转旋流分离器内部流场的分布规律。结果表明... 详细信息

针对旋流器在井下油水分离的应用过程中,壁面随螺杆泵旋转这一问题,本文基于大涡模拟(LES)方法对壁面旋转旋流分离器内部流场进行数值模拟,并通过LDV测试结果验证了模型的可靠性,得到了壁面旋转旋流分离器内部流场的分布规律。结果表明,正转时,外涡流区的切向速度逐渐增加,内涡流区切向速度增加不明显,轴向速度的变化梯度增大,反转时,影响趋势则正好相反。且旋转效应对不同轴向位置截面的影响并不相同,轴向速度有较明显的差异。

关键词：旋流分离器壁面旋转 LES 内流特性

基于CFD-PBM模型的井下油水旋流分离器结构优选

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石油机械 2023年第6期51卷 66-73页

作者：任向海彭振华丁雯李默闫月娟中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院中国石化碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室东北石油大学机械科学与工程学院

针对高含水低产量稠油井井下油水分离和同井回注技术,设计了小直径井下油水旋流分离器。基于CFD-PBM耦合模型,对旋流器内液液两相流动规律和油滴破碎机理进行了数值模拟,采用正交试验方法,对旋流器关键结构参数进行了优选,并对优选后的... 详细信息

针对高含水低产量稠油井井下油水分离和同井回注技术,设计了小直径井下油水旋流分离器。基于CFD-PBM耦合模型,对旋流器内液液两相流动规律和油滴破碎机理进行了数值模拟,采用正交试验方法,对旋流器关键结构参数进行了优选,并对优选后的结构进行了处理量变化和油相黏度变化对旋流器分离性能影响的研究。研究结果表明:对旋流分离器溢流口质量效率影响的主要因素由大到小依次为小锥段锥角、溢流管直径、大锥段锥角和尾管长度。处理量变化对旋流器分离性能影响较大,随着处理量增大,油滴破碎概率增加,油水分离效率呈先增大后减小的趋势;油相黏度在40~160 mPa·s范围内,黏度变化对分离性能影响不大,但黏度超过160 mPa·s后,旋流器分离效率快速下降。研究成果可为碳酸盐岩缝洞型油藏开展稠油井井下同井注采工艺提供技术支撑。

关键词：碳酸盐岩缝洞型油藏稠油井井下油水分离水力旋流器低处理量 CFD-PBM模型

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绕轴旋转旋流分离器正交试验研究

石油石化节能 2011年第6期1卷 15-16页

作者：徐艳闫月娟李青燕李森东北石油大学长庆油田基地第一采气厂

旋流分离器在应用于井下油水分离过程中，要求绕其自身轴线旋转，针对这一问题，对绕轴旋转旋流分离器进行正交试验，研究流量、壁面旋转速度和分流比对分离效率和系统压降的影响，得出其主次影响因素和操作参数最优方案，为井下油水分... 详细信息

旋流分离器在应用于井下油水分离过程中，要求绕其自身轴线旋转，针对这一问题，对绕轴旋转旋流分离器进行正交试验，研究流量、壁面旋转速度和分流比对分离效率和系统压降的影响，得出其主次影响因素和操作参数最优方案，为井下油水分离旋流器在应用过程中的操作参数选配提供理论依据，从而指导油井生产。

关键词：井下油水分离旋流器分离效率旋转速度

油浸封隔器胶筒力学性能试验及相关性机制研究

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润滑与密封 2016年第1期41卷 59-63,133页

作者：吕凤霞周力王尊策曹梦雨别锋锋闫月娟常州大学机械工程学院江苏常州213164 东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

按照国标规定方法对油田常用4种封隔器胶筒胶料进行油浸试验,通过单轴拉伸试验获得4种材料的应力-应变曲线。试验结果表明,油浸后胶料的拉断强度与非油浸相比均下降约20%,油浸和非油浸胶料的应力-应变关系趋势基本相同,而随着变形的增加... 详细信息

按照国标规定方法对油田常用4种封隔器胶筒胶料进行油浸试验,通过单轴拉伸试验获得4种材料的应力-应变曲线。试验结果表明,油浸后胶料的拉断强度与非油浸相比均下降约20%,油浸和非油浸胶料的应力-应变关系趋势基本相同,而随着变形的增加,油浸后胶料逐渐变硬。采用链状分子统计力学进行胶筒材料油浸相关性机制研究,发现油浸后材料产生溶胀以及溶胀引起应变均影响应变能密度函数的形式,与试验结果所得油浸后胶筒应力-应变关系变化趋势相符合。研究结果为更加合理建立封隔器胶筒的本构关系奠定了基础。

关键词：封隔器胶筒油浸应力-应变关系相关性机制

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抽油机井油管断裂失效状态分析

油气田地面工程 2007年第2期26卷 48-48页

作者：闫月娟大庆石油学院

1.概述目前,国内外原油的开发大都采用有杆抽油系统.有杆抽油系统是由地面动力机、抽油泵、油管、套管等主要部件组成.在原油开采过程中,各个部件在任何时候都是不可缺少的,如果某个环节出现问题,都会造成相应单井停产.

关键词：抽油机井油管断裂失效状态分析有杆抽油系统修井作业主要部件开采过程油田采油

井下氮气泡沫发生器结构设计及发泡性能数值模拟

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机械设计 2021年第1期38卷 64-71页

作者：闫月娟曹宇航刘崇江李森王尊策东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163453

针对氮气泡沫辅助蒸汽吞吐开采中存在地面发泡质量不佳、泡沫注入井下过程中消泡严重的问题,设计了一种新型井下氮气泡沫发生器。该泡沫发生器由外部配套油管和内部可投捞发泡芯体两部分组成,能够在一趟管柱中完成注泡沫和采油两个工艺... 详细信息

针对氮气泡沫辅助蒸汽吞吐开采中存在地面发泡质量不佳、泡沫注入井下过程中消泡严重的问题,设计了一种新型井下氮气泡沫发生器。该泡沫发生器由外部配套油管和内部可投捞发泡芯体两部分组成,能够在一趟管柱中完成注泡沫和采油两个工艺。外部配套油管通过螺纹连接在特定的工艺管柱中,可投捞发泡芯体能够实现在工艺管柱内部的投捞及卡定。发泡结构由轴流式变螺距导流片和搅拌桨片组成,该结构能够使气液两相高速螺旋流动,并对其进行搅拌剪切。对发泡结构进行了内部流场的数值模拟,结果表明:气液两相经过变螺距导流片加速形成高速螺旋流,经搅拌桨片的剪切扰动,形成多尺度涡旋流动和强烈的湍流脉动,气液两相混配均匀。数值模拟结果表明:该发泡结构设计合理,发泡效率高,可用于不同工况下气液两相混合发泡,具有很好的实用和推广价值。

关键词：蒸汽吞吐泡沫发生器结构设计数值模拟湍流扩散

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油管接头的弹塑性有限元分析

油气田地面工程 2007年第3期26卷 52-52页

作者：闫月娟大庆石油学院

1.前言深入研究油管的受力状态,特别是接头处的受力状态,掌握其内应力分布情况,对于控制管断和其它形式的失效具有重要作用.油管接头的弹塑性有限元分析因图形直观、便于掌握,被广大理论工作者所采用.

关键词：弹塑性有限元分析油管接头几何非线性非线性问题受力状态边界条件过盈配合塑性变形