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基于流体质点浓度方差射流泵混合程度分析

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：黄呈棋程怀玉赵凯龙新平水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉大学动力与机械学院

准确评价射流泵内两股流体间的混合程度是研究其混合特性的前提，一个通用性强、准确度高的混合程度评价方法对于射流泵式混合器的优化设计以及高效混合工况参数的选取具有重要指导意义。通过逆向追踪技术实现了流体质点溯源，提出了基... 详细信息

准确评价射流泵内两股流体间的混合程度是研究其混合特性的前提，一个通用性强、准确度高的混合程度评价方法对于射流泵式混合器的优化设计以及高效混合工况参数的选取具有重要指导意义。通过逆向追踪技术实现了流体质点溯源，提出了基于拉格朗日观点的流体质点浓度方差混合程度评价方法，并利用该方法对不同时刻、不同工况射流泵各截面上的混合程度进行了分析。结果表明，流体质点浓度方差方法对不同流量比、不同面积比的截面混合程度对比分析具有很好的适用性。不同时刻同一截面上的混合程度随时间的变化很小，瞬时速度场的变化对混合程度的影响较小，但混合程度随着流动向下游发展逐渐增大。各工况在吸入管及喉管前段，由于流核稳定，混合程度增长速度平缓；而在喉管末端，流量比较小的工况流核消散较快，混合程度也迅速提升。

关键词：射流泵质点追踪混合特性数值模拟拉格朗日观点

射流泵举升技术预测低渗油田产能的应用和评价

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石化技术 2024年第6期31卷 114-116页

作者：温健邱森李军赵景辉中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司广东深圳518064 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

通过实际应用案例和效果分析,射流泵返排工艺针对低渗、深井、凝固点高,温度高的储层有很好的经济性、操作性及可靠性,同时对射流泵返排效果提高参考,对返排过程中实时预估生产压差、产能情况提供借鉴,对油藏对地层产能辅助判断提供依据。

关键词：射流泵返排压差流压低渗

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中心射流泵降压性能参数敏感性分析

石油矿场机械 2024年第4期 10-18页

作者：谢仁军任美鹏王隽妍石昌帅赵渊昊程飞龙中海油研究总院有限责任公司西南石油大学机电工程学院

为分析射流泵结构参数对井下环空钻井液压降的影响，应用CFD仿真软件对中心射流泵的不同结构参数产生的降压效果进行仿真分析。结合实际工况模拟了射流泵的喉管长度、喉管直径、喷嘴直径、喷嘴角度四个关键结构参数以及钻井液密度和排... 详细信息

为分析射流泵结构参数对井下环空钻井液压降的影响，应用CFD仿真软件对中心射流泵的不同结构参数产生的降压效果进行仿真分析。结合实际工况模拟了射流泵的喉管长度、喉管直径、喷嘴直径、喷嘴角度四个关键结构参数以及钻井液密度和排量对压降影响的敏感性。同时，运用CFD-DPM方法对射流泵进行了冲蚀分析，给出冲蚀较大的区域。研究结果表明：喷嘴直径相比其他三种参数对环空压降影响较显著，喉管长度、喉管直径、喷嘴角度对环空压降影响较小；钻井液排量相对与钻井液密度对射流泵的降压效果影响更为显著；冲蚀较大区域主要出现在射流泵入口处、射流泵弯管拐角处、喷嘴缩径处。研究结果可为用于井下起抽吸降压作用的中心射流泵的结构尺寸设计提供参考。

关键词：射流泵井下工具结构尺寸敏感性降压

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射流泵混合能力的FTLE评价方法

排灌机械工程学报 2022年第6期40卷 556-562页

作者：赵凯程怀玉龙新平季斌赖旭水资源与水电工程科学国家重点实验室(武汉大学) 湖北武汉430072 水射流理论与新技术湖北省重点实验室湖北武汉430072

为研究射流泵混合能力空间分布特征及其影响因素,运用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)对射流泵混合能力进行了评价和分析.首先通过数值模拟得到了计算域上时间和空间离散的速度矢量场;然后使用粒子追踪技术以及虚拟邻近节点FTLE求解方法,... 详细信息

为研究射流泵混合能力空间分布特征及其影响因素,运用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)对射流泵混合能力进行了评价和分析.首先通过数值模拟得到了计算域上时间和空间离散的速度矢量场;然后使用粒子追踪技术以及虚拟邻近节点FTLE求解方法,完成了FTLE求解程序开发;最后基于FTLE场深入分析了一典型射流泵的混合能力.分析结果表明:稳定运行中的射流泵混合能力维持相对稳定,基本不随时间变化;射流泵沿轴向的平均混合能力先随着剪切层高混合能力区域的扩散而增强,然后随着总体混合能力的衰减而减弱;在流量比越大的运行工况,射流泵虽然能提前进入具有较强混合能力的状态,但持续高强度混合能力的流域长度变短.综合考虑混合能力的强度以及高强度混合能力流域的长度能够更准确地评价射流泵的混合能力.

关键词：射流泵混合能力有限时间李雅普诺夫指数粒子追踪程序设计空间分布特征

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冰粒空气射流喷射器结构关键参数

中国表面工程 2024年

作者：蔡玉波刘勇魏建平李志平河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心

目前在冰粒射流表面处理领域普遍存在冰粒易粘结、堵塞等问题，从而严重影响表面处理效率。基于射流泵基本结构，冰粒即时制备和利用的冰粒空气射流表面处理技术可解决冰粒粘结堵塞问题。为实现冰粒的的高效利用和冰粒空气射流的高速喷... 详细信息

目前在冰粒射流表面处理领域普遍存在冰粒易粘结、堵塞等问题，从而严重影响表面处理效率。基于射流泵基本结构，冰粒即时制备和利用的冰粒空气射流表面处理技术可解决冰粒粘结堵塞问题。为实现冰粒的的高效利用和冰粒空气射流的高速喷射，研制冰粒引射和加速一体化喷射器结构。系统性研究喷射器工作喷嘴位置（Ld）、膨胀比（n）和加速喷嘴直径比（D_n）、长径比（L_n）对冰粒引射能力和加速的影响，以冰粒冲击动能为综合评判指标，确定喷射器结构参数，并进行表面处理试验验证。研究结果表明：在2 MPa气压下，喷射器喷嘴参数为n=1.5,D_n=4.0,Ld=4,L_n=0 mm时，可以充分引射加速冰粒。该结构参数下进行铝合金板脱漆试验，可获得较大的脱漆半径并使铝合金板表面更光滑，铝合金表面粗糙度由3.194±0.489μm变为1.156±0.136μm。冰粒的即时制备和利用解决了冰粒空气射流技术工程应用的时存在的冰粒粘结和储存问题，可为材料表面处理领域提供一种新的技术方法。

关键词：表面处理除漆技术冰粒射流射流泵喷嘴设计

吸入管出口位置及直径对环形射流泵影响的数值模拟

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灌溉排水学报 2022年第3期41卷 63-68页

作者：李同卓杨志朋河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

【目的】对吸入管出口位置以及直径大小对环形射流泵效率及流场的影响进行模拟分析。【方法】基于Realizable k-ε紊流模型,通过FLUENT软件对不同流量比条件下不同结构环形射流本进行建模并进行数值模拟。【结果】吸入管出口位置方面:... 详细信息

【目的】对吸入管出口位置以及直径大小对环形射流泵效率及流场的影响进行模拟分析。【方法】基于Realizable k-ε紊流模型,通过FLUENT软件对不同流量比条件下不同结构环形射流本进行建模并进行数值模拟。【结果】吸入管出口位置方面:流量比为0.4~0.6条件下出口位置应与吸入室收缩段入口保持较小距离,对于此研究模型下保持2 mm为最优,流量比为0.1~0.3时适当增大与吸入室收缩段入口之间间距可提高效率;吸入管直径方面:其他参量不变条件下,效率与吸入管直径正相关。【结论】流量比的变化导致对应的最佳吸入管出口位置随之变化;随着吸入管直径不断变大,环形射流泵的最高效率也不断增大,且最高效率点所对应流量比也在不断变大。

关键词：射流泵数值模拟吸入管结构优化

射流泵内置翼片不同倾角流体混合效果及流场数值模拟

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河南理工大学学报（自然科学版） 2022年第6期41卷 123-129页

作者：李同卓杨志朋温小萍河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为提高射流泵内部流体混合效率,首次提出在射流泵内部喉管中内置扇形翼片,并基于k-ε紊流模型,通过软件Fluent进行模拟分析,探究翼片倾角对射流泵流体混合效果及内部流场的影响。结果表明:射流泵内置翼片后整体混合程度有所提升,最高可... 详细信息

为提高射流泵内部流体混合效率,首次提出在射流泵内部喉管中内置扇形翼片,并基于k-ε紊流模型,通过软件Fluent进行模拟分析,探究翼片倾角对射流泵流体混合效果及内部流场的影响。结果表明:射流泵内置翼片后整体混合程度有所提升,最高可将出口处不均匀系数由0.2187降低至0.1054;同倾角下不同大小翼片表现差异较大,小翼片结构下倾角角度过大对内部流场及混合程度影响较弱;大翼片结构下小角度倾角易对核心射流造成破坏且使其对中性下降,导致混合程度降低。研究结果为射流泵进一步优化设计、增强混合效果提供了理论依据。

关键词：射流泵数值模拟翼片倾角内部流场混合效果

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射流泵对高低压储层的共采流场仿真分析

机床与液压 2023年第4期51卷 127-134页

作者：王志亮周东慧褚浩元姚金杭张慢来廖锐全长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中国石油新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 长江大学机械工程学院湖北荆州434023

由于胜利油田的层系较多,因此华东地区的页岩油井内一般会含有多段不同压力储层(高低压油层),从而在采油过程中因层间矛盾(高压油液阻碍低压油液采出),使得采油难度逐渐增大,进而开采到一定时间之后,系统效率降低明显。为了有效开采低... 详细信息

由于胜利油田的层系较多,因此华东地区的页岩油井内一般会含有多段不同压力储层(高低压油层),从而在采油过程中因层间矛盾(高压油液阻碍低压油液采出),使得采油难度逐渐增大,进而开采到一定时间之后,系统效率降低明显。为了有效开采低产层、实现采油工程的降本增效,提出一种射流泵。该射流泵根据文丘里喷射携带原理,将高压储层中的油液变成自身动力液,以实现对低压储层的同时开采。通过分析射流泵的整体结构,发现其结构简单、采油效率高以及生产成本低。为了提高射流泵的采油效率以及找到影响泵效的因素,在Fluent中建立了开采高低压储层时射流泵的仿真模型,通过数值模拟分析射流泵中喉管距、面积比、喉管长径比等对泵效的影响规律,得出泵效最大时的喉嘴距、面积比、喉管长径比等具体数值区间。

关键词：射流泵高低压储层共采流场仿真分析

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射流泵内置翼片参数混合效果及流场数值模拟

中国农村水利水电 2022年第7期 140-145页

作者：李同卓杨志朋河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为增强射流泵两相及多相流体混合程度,提出在射流泵内部喉管中内置固定形状翼片,并通过数值模拟,采取正交试验法,探究不同流量比下翼片大小、翼片排数、翼片间距及首翼片距喉管入口距离对射流泵混合效果、效率及内部流场的影响。结果表... 详细信息

为增强射流泵两相及多相流体混合程度,提出在射流泵内部喉管中内置固定形状翼片,并通过数值模拟,采取正交试验法,探究不同流量比下翼片大小、翼片排数、翼片间距及首翼片距喉管入口距离对射流泵混合效果、效率及内部流场的影响。结果表明:内置翼片整体可提升射流泵混合程度,最高可将出口处不均匀系数由0.2534降低至0.0743;流量比的变化易导致翼片参数各水平对混合效果影响趋势发生变化;混合效果与效率并非不可兼得,存在部分模型在不降低效率的同时提高两相流体的混合程度;基于分析结果预测其各参数最优搭配方案。对射流泵内部流场分析及结构优化,提高混合效果具有一定的参考价值。

关键词：射流泵正交试验数值模拟翼片混合效果