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无隔水管海底泵举升系统循环温度变化动态模拟

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西南石油大学学报（自然科学版） 2022年第5期44卷 74-84页

作者：张杰李鑫王志伟李翠楠杜肖潇油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学四川成都610500 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518000 中国石油西南油气田分公司工程技术研究院四川广汉618300

由于无隔水管海底泵举升系统使用回流管线代替隔水管作为钻井液上返的通道,造成海水段钻井液注入与上返的路径成为了两个相互独立的单元,流体的换热方式发生了较大变化。为此,以系统的结构特点为依据,分段建立了其不同结构内的循环温度... 详细信息

由于无隔水管海底泵举升系统使用回流管线代替隔水管作为钻井液上返的通道,造成海水段钻井液注入与上返的路径成为了两个相互独立的单元,流体的换热方式发生了较大变化。为此,以系统的结构特点为依据,分段建立了其不同结构内的循环温度模拟动态分析模型,并对全系统的循环温度变化进行了动态模拟。研究结果表明,与Lima和Pereira等所建立的解析解模型相比,论文所建立的模型更贴合实际的钻进情况,且模拟的结果具备准确性;在钻井作业过程中,作业时长的变化会造成全系统的循环温度发生变化;钻井液的密度变化同样会使全系统的循环温度发生改变,但变化的趋势与作业时长不同;作业水深的改变主要会对海水段各结构内的循环温度造成影响,但对地层段相应结构的影响较弱。

关键词：无隔水管海底泵举升系统全系统循环温度动态模拟动态分析模型

循环温度作用下石膏矿岩强度劣化效应试验研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第3期42卷 153-157页

作者：王树立刘志河张开智郑怀昌山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255000 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

为研究循环温度对石膏矿岩的影响,采用波速表征石膏矿岩的完整度、单轴抗压强度表征石膏矿岩的强度劣化效应,开展循环温度作用下石膏矿岩强度劣化效应试验。结果表明:随着循环温度次数增加,石膏矿岩波速整体呈现平→急→波动→稳的变化... 详细信息

为研究循环温度对石膏矿岩的影响,采用波速表征石膏矿岩的完整度、单轴抗压强度表征石膏矿岩的强度劣化效应,开展循环温度作用下石膏矿岩强度劣化效应试验。结果表明:随着循环温度次数增加,石膏矿岩波速整体呈现平→急→波动→稳的变化规律,完整度最大降低率为27.3%,证明循环温度作用可造成石膏矿岩内部结构的变化和损伤;随着循环温度次数增加,石膏矿岩应力-应变曲线的压密阶段时间增长、弹性阶段时间减少、塑性阶段时间增加、峰值强度对应的应变增大,强度整体呈降低趋势,最大强度劣化率为12.60%,证明循环温度对石膏矿岩强度有劣化效应。研究成果对揭示石膏矿大面积采空区坍塌机理和防控具有一定的理论指导和借鉴意义。

关键词：石膏矿岩循环温度波速单轴抗压强度强度劣化

循环单轴应力和循环温度作用下玄武岩力学性质初探

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岩土工程学报 2015年第6期37卷 1016-1024页

作者：夏才初周舒威胡永生张平阳周瑜同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 中国大唐集团新能源股份有限公司北京100053

对玄武岩在循环单轴应力–温度作用下的力学性质进行初步的试验研究。开展应力上限为80%和65%单轴抗压强度、温度上限为60℃和90℃的循环单轴应力–温度试验以及循环后的单轴压缩试验。试验结果表明:循环应力和循环温度作用具有"叠加"效... 详细信息

对玄武岩在循环单轴应力–温度作用下的力学性质进行初步的试验研究。开展应力上限为80%和65%单轴抗压强度、温度上限为60℃和90℃的循环单轴应力–温度试验以及循环后的单轴压缩试验。试验结果表明:循环应力和循环温度作用具有"叠加"效应;循环应力上限为80%单轴抗压强度时,玄武岩随循环次数增加逐渐损伤,在循环中破坏;应力上限65%抗压强度且温度上限60℃时,玄武岩随循环次数增加逐渐硬化,在循环中不会发生破坏;损伤岩样峰值应变经历初始阶段、等速阶段和加速阶段,残余应变具有较大波动性;损伤岩样峰值割线模量先迅速降低,后缓慢降低,在临近破坏时急剧减小,应力上限大时峰值割线模量的降低程度大;应力上限相同,温度上限大的损伤岩样破坏循环数小;硬化岩样峰值应变和残余应变随循环次数增加而减小,峰值割线模量、割线弹性模量和卸载模量随循环次数增加而增大,温度上限大时岩样模量增加幅度小;硬化岩样受循环作用后,抗压强度较初始强度提高;岩石破坏时峰值应力与峰值割线模量定义的损伤因子线性相关程度高。

关键词：循环应力循环温度玄武岩力学性质损伤

确定注水泥与钻井过程中井内循环温度的数学模型

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天然气工业 2002年第1期22卷 42-45页

作者：何世明尹成徐壁华迟军宋周成西南石油学院塔里木勘探开发指挥部

井下循环温度不但直接影响水泥浆的稠化时间、流变性等性能 ,而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理 ,针对井内热传递特点 ,建立了井下循环温度的二维瞬态数学模... 详细信息

井下循环温度不但直接影响水泥浆的稠化时间、流变性等性能 ,而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理 ,针对井内热传递特点 ,建立了井下循环温度的二维瞬态数学模型 ,并用无条件稳定的全隐式有限差分法数值求解数学模型。最后用塔里木油田的 3口井的实测井底钻井液循环温度对模型预测结果进行了验证 ,并对理论模型和简易法计算的循环温度与实测值进行了对比分析。该模型可用于计算实际循环条件下的管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布 ,为水泥浆、泥浆与管柱强度设计等提供基础。

关键词：石油钻井固井注水泥循环温度数学模型

循环温度边界条件下含湿量对固结多孔介质传热影响试验研究

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工业建筑 2008年第Z1期38卷 80-82页

作者：孟凡康闫明慧高波王珏辽宁工程技术大学阜新123000 阜新市交通能源管理办公室阜新123000

为了讨论含湿量对固结多孔介质传热的影响,利用试验设备,对混凝土等级为C30的有限长度圆柱体,一端施以循环温度边界条件,一端施以恒定温度边界条件,设计了圆柱体内为干燥(s=0)、含湿(s=0.33)和饱和(s=1)情况,在2个循环周期内,分别测试... 详细信息

为了讨论含湿量对固结多孔介质传热的影响,利用试验设备,对混凝土等级为C30的有限长度圆柱体,一端施以循环温度边界条件,一端施以恒定温度边界条件,设计了圆柱体内为干燥(s=0)、含湿(s=0.33)和饱和(s=1)情况,在2个循环周期内,分别测试了等间距圆柱体内12组瞬时温度值,分析了湿度变化对于循环温度边界条件下有限长度固结多孔介质体内的温度波动影响。试验表明:在干燥和饱和情况下,沿着圆柱轴向深度,各层的温度均响应为同样的周期性波动,其频率与边界面处温度的频率相等;且它们之间均存在一定的延迟,其相位相应滞后;随着深度的增加,其波幅不断衰减;但是对于含湿情况下其频率降低,波长增大。在计算非饱和多孔介质的传热传质时,必须考虑水的相变作用。

关键词：饱和多孔介质循环温度热量传递数值分析实验验证

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固井循环温度确定方法适用性分析

中国石油和化工标准与质量 2022年第10期42卷 136-137,142页

作者：赵凯孟青山纪经刘地雄中海油田服务股份有限公司油化湛江作业公司广东湛江524057

固井过程中,水泥浆的循环温度是确定水泥浆设计的一项重要指标,它关系到水泥浆稠化时间的确定,从而决定着固井施工安全。目前常用的循环温度计算方法有两种,分别是API法和现场经验法。本文对这两种循环温度计算方法进行了对比分析,确定... 详细信息

固井过程中,水泥浆的循环温度是确定水泥浆设计的一项重要指标,它关系到水泥浆稠化时间的确定,从而决定着固井施工安全。目前常用的循环温度计算方法有两种,分别是API法和现场经验法。本文对这两种循环温度计算方法进行了对比分析,确定了这两种计算方法的优缺点以及适用性。API计算方法相比现场经验法更加精确。

关键词：固井循环温度 AIP 地温梯度准确性

循环温度与咬合力作用下不同厚度瓷贴面三维有限元分析

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循环温度与咬合力作用下不同厚度瓷贴面三维有限元分析

作者：高小杰山东大学

学位级别：硕士

研究目的采用三维有限元分析法对下颌中切牙不同厚度瓷贴面在循环温度与咬合力作用下的应力分布进行分析,研究在不同载荷条件下依照临床治疗方案所构建的不同厚度瓷贴面模型的应力值及应力分布规律,以期在生物力学角度为瓷贴面牙体预备... 详细信息

研究目的采用三维有限元分析法对下颌中切牙不同厚度瓷贴面在循环温度与咬合力作用下的应力分布进行分析,研究在不同载荷条件下依照临床治疗方案所构建的不同厚度瓷贴面模型的应力值及应力分布规律,以期在生物力学角度为瓷贴面牙体预备、制作提供依据。研究方法CBCT扫描离体下颌中切牙后通过Mimics18.0医学图像软件、Geomagic Studio 2012软件、Creo Parameric 4.0软件中构建下颌中切牙三维实体模型,在此基础上建立下颌中切牙薄型、厚型瓷贴面实体模型。将各组实验模型导入有限元分析软件Ansys Workbench中,进行自动网格划分,设定实验假设、边界条件和参数,选择Von Mises应力、最大主应力作为分析指标进行有限元分析。本实验条件分为以下三种:1.循环温度设置口腔初始温度为37℃,将每组模型的临床牙冠外表面设定为温度加载区,为模拟热液流负载,牙冠的外表面温度在1s内增加到60℃,然后在4s内恢复至37℃。对于冷液流负载,在1s内牙冠的外表面温度降低到0℃,然后在4s内恢复至37℃。2.循环咬合力正向加载方向与牙体长轴一致,加载位置选择在切端。斜向加载方向从唇侧斜向舌侧,与牙体长轴呈45°,加载位置选择在切端偏唇方。加载方式选择面加载,施加大小为150N,加载时间为0.2s,时间增量由软件自动确定,时间步数函数为正弦函数:f（t）=150*sin[（1-t/0.2）*π]。3.循环温度叠加循环咬合力通过有限元计算瓷贴面在循环温度叠加循环咬合力作用下的应力情况,计算量大且耗时,本实验决定仅对厚型瓷贴面模型进行计算。根据两个过程的时间,本实验条件拟在5s温度循环内叠加25个咬合力循环。结果1.实验条件一:循环温度作用下的受力分析（1）瓷贴面Von Mises应力值在低温循环作用下均大于高温循环作用下,且变化规律基本一致,在前1s温度上升或下降过程中,应力值不断增大。在温度恢复过程中,应力值出现先下降后上升最后逐渐下降的变化规律。（2）对于整体模型,在舌侧产生更大的温度改变,舌侧的Von Mises应力峰值大于唇侧。（3）在低温循环作用下,瓷贴面唇侧中央为拉应力集中区,最大主应力（拉应力）峰值大于高温循环作用下。且应力峰值均小于该材料的抗弯强度。（4）在低温循环作用下,整体模型的临床牙冠部主要受拉应力,舌侧为拉应力集中区。在高温循环下,整体模型的临床牙冠部拉应力较小,舌侧中央为压应力集中区。（5）在低温循环和高温循环作用下,薄型瓷贴面和厚型瓷贴面的Von Mises应力峰值差别不大,最大主应力（拉应力）峰值差别较大,薄型瓷贴面的应力峰值大于厚型瓷贴面。2.实验条件二:循环咬合力作用下的受力分析（1）薄型、厚型瓷贴面在正向、斜向循环咬合力作用下,瓷贴面的Von Mises应力值、最大主应力值均随时间呈正弦连续变化。（2）瓷贴面切端及颈缘部位为应力集中区,此部位易发生折裂。（3）循环咬合力作用对不同厚度瓷贴面的应力影响较大,其中薄型瓷贴面应力值较大,在使用过程中更容易折裂。（4）模拟前伸咬合时更容易造成瓷贴面应力集中进而造成其折裂。（5）在斜向循环咬合力下,薄型、厚型瓷贴面的颈缘为拉应力集中区,最大拉应力峰值较大但几乎无差别。在正向循环咬合力下,薄型、厚型瓷贴面的切端加载区周围为拉应力集中区,最大拉应力较小。（6）不论是薄型还是厚型瓷贴面,在两种载荷条件的应力峰值均小于瓷材料的应力极值。3.实验条件三:循环温度叠加循环咬合力作用下的受力分析（1）在高温循环下,叠加正向循环载荷时,瓷贴面的Von Mises应力峰值达到31.653MPa,增加63%;叠加斜向循环载荷时,瓷贴面的Von Mises应力峰值达到52.052MPa,增加1670%。同样,在低温循环下,叠加正向循环载荷时,瓷贴面的Von Mises应力峰值达到37.507MPa,增加20%;当叠加斜向循环载荷时,瓷贴面的Von Mises应力峰值达到43.152MPa,增加38%。（2）在不同温度条件下,瓷贴面应力集中部位的变化规律及分布情况基本一致。当叠加正向循环载荷后,应力在唇侧中央的应力集中面积加大且逐渐向颈缘转移,在舌侧切端转折处应力集中增强且舌侧应力集中面积加大。叠加斜向循环载荷时,瓷贴面在唇舌侧颈缘处应力集中。（3）在低温循环叠加正向循环咬合力作用时,厚型瓷贴面唇侧中央为拉应力集中区,最大拉应力峰值为29.546MPa。当高温循环叠加正向循环咬合力作用时,邻面接触区为拉应力集中区,拉应力较小,为9.2235MPa。当低温循环叠加斜向循环咬合力时,厚型瓷贴面唇侧中央及颈缘部为拉应力集中区,最大拉应力峰值为47.677MPa。当高温循环叠加斜向循环咬合力时,厚型瓷贴面唇侧应力分布均匀,舌侧切端转折为应力集中区,最大拉应力峰值为25.214MPa。（

关键词：瓷贴面三维有限元循环温度循环咬合力下颌中切牙

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注水泥循环温度影响因素探讨

西南石油大学学报（自然科学版） 2012年第1期34卷 154-158页

作者：刘洋艾正青李早元郭小阳 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学四川成都610500 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

循环温度的准确预测是保障固井作业安全和固井质量的重要影响因素之一。特别对深井而言,水泥浆性能对温度十分敏感,温度预测偏低5℃会严重缩短水泥浆可泵送时间,易引发固井事故,温度预测偏高会延长候凝时间,甚至可能发生超缓凝,水泥柱... 详细信息

循环温度的准确预测是保障固井作业安全和固井质量的重要影响因素之一。特别对深井而言,水泥浆性能对温度十分敏感,温度预测偏低5℃会严重缩短水泥浆可泵送时间,易引发固井事故,温度预测偏高会延长候凝时间,甚至可能发生超缓凝,水泥柱顶部十天以上都无强度,延误后续钻进作业。为保证施工安全,提高固井质量,根据井下传热特点及施工流程,建立了一种新的二维瞬态注水泥循环温度预测模型。研究结果表明:(1)固井前应多周循环钻井液,并适当提高循环排量,可以有效降低注水泥循环温度;(2)冬季最高循环温度低于夏季,尤其对浅井而言差别更加明显,冬季适当降低循环温度设计值不会影响安全泵注,而且能减小水泥浆体系设计难度;(3)深井温度系数高于浅井,井眼尺寸越大,循环温度越低。

关键词：注水泥二维模型循环温度季节井身结构

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尾管注水泥循环温度预测模型的研究及应用

天然气工业 2010年第4期30卷 77-79页

作者：王良才中国石化石油工程西南有限公司固井分公司

深井、超深井多采用尾管注水泥固井,水泥浆性能受温度影响较大,准确掌握循环温度是确保施工作业成功以及封隔质量的基本前提。循环温度对水泥浆性能影响较大,温度变化5℃,稠化时间可能相差1h以上。循环温度二维预测模型过于复杂,为此,... 详细信息

深井、超深井多采用尾管注水泥固井,水泥浆性能受温度影响较大,准确掌握循环温度是确保施工作业成功以及封隔质量的基本前提。循环温度对水泥浆性能影响较大,温度变化5℃,稠化时间可能相差1h以上。循环温度二维预测模型过于复杂,为此,建立了符合现场施工流程及井下实际情况的一维瞬态模型来预测尾管注水泥环空循环温度,并以一口5750m深井尾管固井作业为实例,预测出口温度与实测值平均误差为3℃。证明了所建立的预测模型具有较高的准确性,可为现场深井尾管固井水泥浆体系的设计提供依据。

关键词：深井超深固井循环温度尾管注水泥一维瞬态模型