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多功能井下节流器研制及在长庆致密气井的应用

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钻采工艺 2022年第2期45卷 100-105页

作者：吕维平刘家炜尹俊禄郑翔任彬黄志刚王保国中国石油江汉机械研究所有限公司湖北省武汉市430024 中国石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

为实现致密气/页岩气的大力开发,解决高压气井带压完井的难题,利用连续管带压作业的优势,形成连续管完井采气一体化技术,文章研制了一种多功能节流器。该节流器采用回压阀、节流嘴以及堵头等多种功能组件的组合设计,通过全流程工序,可... 详细信息

为实现致密气/页岩气的大力开发,解决高压气井带压完井的难题,利用连续管带压作业的优势,形成连续管完井采气一体化技术,文章研制了一种多功能节流器。该节流器采用回压阀、节流嘴以及堵头等多种功能组件的组合设计,通过全流程工序,可以实现带压下连续管、高产期节流降压生产、低产期速度管柱生产、间歇期柱塞气举以及枯竭期井底封堵起出管柱等功能。室内试验及现场应用结果表明,多功能节流器各组件工作良好,可以满足高压气井的开发和应用,保障了气井生产的安全高效运行,符合现场施工要求。该节流器的研制与应用对连续管完井采气一体化技术的支撑以及安全性、可行性的验证具有重要的意义。

关键词：连续管节流器高压气井完井带压作业排水采气

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节流器内液-固两相流固体颗粒冲蚀数值模拟

石油学报 2009年第1期30卷 145-148页

作者：李国美王跃社孙虎亢力强王燕令何仁洋西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 中国特种设备检测研究院北京100013 长庆石油勘探局井下技术作业处陕西西安710021 中国科学院力学研究所北京100080

建立了考虑颗粒碰撞的颗粒冲蚀计算模型,该数学模型包括:在Eulerian坐标系下求解连续相流场;在Lagrangian坐标系下运用离散颗粒硬球模型求解颗粒碰撞;应用半实验关联式求解颗粒冲蚀速率。对水力加砂压裂施工中节流器内液-固两相流的固... 详细信息

建立了考虑颗粒碰撞的颗粒冲蚀计算模型,该数学模型包括:在Eulerian坐标系下求解连续相流场;在Lagrangian坐标系下运用离散颗粒硬球模型求解颗粒碰撞;应用半实验关联式求解颗粒冲蚀速率。对水力加砂压裂施工中节流器内液-固两相流的固体颗粒运动和冲蚀特性进行了数值模拟。计算结果表明,固体颗粒密集于节流器入口到出口的一段狭长区域内,冲蚀速率随流体速度呈指数性变化。颗粒直径越大,冲蚀速率也越大。节流器内冲蚀最严重的位置发生在距离节流器出口上边缘10mm以内的局部区域。

关键词：水力加砂压裂节流器固体颗粒运动液-固两相流冲蚀速率数值模拟计算模型

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井下智能节流及智能节流器系统开发

四川大学学报（工程科学版） 2013年第3期45卷 151-157页

作者：何明格林丽君殷国富马发明陈骥中国石油西南油气田公司采气工程研究院四川广汉618300 四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

井下智能工具是支撑智能完井和数字化天然气田发展的一种关键基础设备装置。针对天然气井井下智能节流工艺技术需要,构建了适用于远程控制的井下智能节流体系结构及节流器系统,阐述了井下智能节流控制的算法原理;详细论述了基于CAN总线... 详细信息

井下智能工具是支撑智能完井和数字化天然气田发展的一种关键基础设备装置。针对天然气井井下智能节流工艺技术需要,构建了适用于远程控制的井下智能节流体系结构及节流器系统,阐述了井下智能节流控制的算法原理;详细论述了基于CAN总线技术的电机控制系统设计、基于CAD/CAE的机械系统结构设计、数字化井下温度压力采集与处理以及模块化分层软件设计等智能节流器系统设计的关键技术;最后对整个系统进行了试验运行和分析。结果表明,所研发的智能式井下节流器系统具有实时监测节流参数和远程控制节流的特点,能为井下智能节流工艺技术的实施提供设备支撑,对相关智能化井下工具的研发具有参考意义。

关键词：天然气井井下节流节流器智能控制

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丛式井节流器失效防治措施探讨

石油技师 2022年第3期 37-42页

作者：孙进军长庆油田第一采气厂

随着苏里格气田东南(简称苏东南)区开发规模的扩大,丛式井前期进行井下节流生产是一种安全有效的气田开发方式。该工艺技术是将节流器安装于气井油管内适当位置,实现井筒内节流降压的一种工艺措施。这种工艺将地面节流过程转移至井筒之... 详细信息

随着苏里格气田东南(简称苏东南)区开发规模的扩大,丛式井前期进行井下节流生产是一种安全有效的气田开发方式。该工艺技术是将节流器安装于气井油管内适当位置,实现井筒内节流降压的一种工艺措施。这种工艺将地面节流过程转移至井筒之中,可充分利用地层温度对井筒中节流后的天然气进行温度补偿,防止水合物形成、提高采气集输系统安全性、降低生产运行风险。

关键词：丛式井集输系统水合物形成气田开发井下节流地层温度节流器节流降压

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基于液压桥路的伺服阀节流器高精度配对方法

飞控与探测 2023年第6期6卷 75-80页

作者：张艳郭加利陈培源张洵姚妹凤邓宾彬海军装备部驻上海地区第六军事代表室上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109 上海伺服系统工程技术研究中心上海201109

伺服阀节流器零件流量配对精度要求很高,传统流量配对的方法存在配对精度差的问题,直接影响伺服阀产品稳定性。针对伺服阀行业节流器零件流量小、配对精度不高的问题,基于液压桥路的原理开展伺服阀节流器小孔流量配对方法研究,通过建立... 详细信息

伺服阀节流器零件流量配对精度要求很高,传统流量配对的方法存在配对精度差的问题,直接影响伺服阀产品稳定性。针对伺服阀行业节流器零件流量小、配对精度不高的问题,基于液压桥路的原理开展伺服阀节流器小孔流量配对方法研究,通过建立物理仿真模型分析了节流器零件不同流量对前置级压力以及伺服阀整机的影响,并通过试验对节流器新型配对方法进行了验证。试验结果表明,该测试方法能够很好地满足现有伺服阀产品节流器配对的高精度要求,具有操作方便、分辨率高的特点,该结构形式可以推广到其他类似的小孔类零件高精度配对场合。

关键词：伺服阀节流器液压桥路压差传感器高精度

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无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

动力工程学报 2011年第2期31卷 142-147,164页

作者：栾一刚王松孙海鸥王忠义哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算... 详细信息

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.

关键词：轴流旋风分离器气液分离节流器开槽尺寸过滤效率风洞试验

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气井井下可调节流器的设计及应用

采油工程

采油工程 2023年第2期 60-63,91页

作者：张影黑龙江省油气藏增产增注重点实验室大庆油田有限责任公司采油工程研究院

随着我国天然气开采井数逐步上升,天然气井水合物冻堵现象成为影响天然气稳产的主要问题之一。井下节流技术是解决冻堵的主要手段,但是常规的井下节流器无法调节节流嘴径大小,不能根据节流器以下井底温度、压力的变化来实时调节,天然气... 详细信息

随着我国天然气开采井数逐步上升,天然气井水合物冻堵现象成为影响天然气稳产的主要问题之一。井下节流技术是解决冻堵的主要手段,但是常规的井下节流器无法调节节流嘴径大小,不能根据节流器以下井底温度、压力的变化来实时调节,天然气井无法达到配产要求。为了解决这一问题,研制了机械式可调节流器,通过改变上、下节流嘴体相对位置,使过流面积发生变化,进而实现节流嘴等效嘴径的调节。将研制的机械式可调节流器进行标定试验,结果表明:当可调节流嘴环空截面积与固定节流嘴径面积相同时,相同压力下出口流量相近,不同开度的可调节流嘴与不同嘴径的固定节流嘴存在等效关系。选取试验井进行可调节流器现场试验,验证了可调节流器的投送性能可靠,开井后产气量可达2.4×10^(4)m^(3)/d,产水量为3m^(3)/d,工艺成功率为100%,取得了良好的节流效果,为深层气井经济高效开发提供了技术支撑。

关键词：气井节流器气嘴调节气量等效嘴径

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减弱节流器中颗粒冲蚀破坏措施的数值模拟

化学工程 2009年第11期37卷 16-19页

作者：李国美王跃社王燕令荆强征孙虎西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 西安市特种设备检验检测院陕西西安710068 长庆石油勘探局井下技术作业处陕西西安710021

井下节流器是水力加砂压裂施工中的重要元件之一。对在节流器内壁面设置肋条以提高其抗冲蚀性能的方法,采用考虑颗粒-颗粒碰撞的离散颗粒硬球模型进行了数值模拟,并采用半实验关联式计算了节流器内壁面的冲蚀速率,进一步对肋条的几何参... 详细信息

井下节流器是水力加砂压裂施工中的重要元件之一。对在节流器内壁面设置肋条以提高其抗冲蚀性能的方法,采用考虑颗粒-颗粒碰撞的离散颗粒硬球模型进行了数值模拟,并采用半实验关联式计算了节流器内壁面的冲蚀速率,进一步对肋条的几何参数进行了优化。结果表明,设置肋条不仅可以在壁面附近形成类似滚动轮子的流场结构,减弱连续相的流速,还可以将90%以上冲击颗粒的速度降低到0.5 m/s以下,从而明显地提高了节流器的抗冲蚀性能;同时,当肋条高度H为3 mm、宽度B与间距L相同(5 mm),布置4个肋条时可以达到相对最佳的抗冲蚀效果。

关键词：液固二相流节流器抗冲蚀肋条数值模拟

多孔集成节流器空气静压轴承承载性能计算与分析

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润滑与密封 2020年第10期45卷 42-46,74页

作者：卢志伟刘晨帆刘波张君安西安工业大学机电工程学院陕西西安710021

为进一步提升空气静压轴承的承载性能,提出一种具有多孔集成节流器的空气静压轴承。在极坐标系下推导空气静压轴承的控制方程并运用有限差分法进行数值离散,运用超松弛数值迭代方法对空气静压轴承的气膜压力和承载力进行数值求解。结果... 详细信息

为进一步提升空气静压轴承的承载性能,提出一种具有多孔集成节流器的空气静压轴承。在极坐标系下推导空气静压轴承的控制方程并运用有限差分法进行数值离散,运用超松弛数值迭代方法对空气静压轴承的气膜压力和承载力进行数值求解。结果表明:空气静压轴承气膜内的压力分布随着轴承间隙的增大而减小,空气静压轴承承载力随着轴承间隙的减小逐渐增大;随着多孔集成节流器的节流孔数量的增加其最大承载力逐渐增大,但当节流孔数量增大到一定程度后,最大承载力增加不明显;在节流孔边缘外处会产生气旋现象,气旋和气体流速随着轴承间隙的减小而减小。

关键词：多孔集成空气静压轴承气膜压力节流器