直井五点井网流场研究
井头泵站竖井式贯流泵装置流态及性能分析
井头泵站竖井式贯流泵装置流态及性能分析
王丽;邹新胜;徐磊;王海;李亚楠
【摘 要】宿迁市井头泵站设计扬程和平均扬程均为1.7 m,为适应其扬程低的特点,采用了竖井式贯流泵装置.运用三维湍流数值计算方法对该泵装置进、出水流道进行了优化水力设计,并通过模型试验对泵装置水力性能进行了检验.模拟计算结果表明,进、出水流道内的流态平顺均匀,叶轮室进口的流速分布均匀度和水流入泵平均角度分别达到98.7%和88.7°,水头损失小;设计工况时的泵装置效率和临界空化余量分别为80.3%和3.11m,与模型试验结果(设计工况时的泵装置效率和临界空化余量分别为81.1%和3.3m)接近.因此,井头泵站竖井式贯流泵装置的选型设计合理并达到最优,为泵站的安全、稳定和高效运行奠定了基础.
【期刊名称】《南水北调与水利科技》
【年(卷),期】2014(012)004
【总页数】5页(P123-127)
【关键词】井头泵站;竖井式贯流泵装置;流态;性能;数值计算;模型试验
【作 者】王丽;邹新胜;徐磊;王海;李亚楠
【作者单位】淮安市水利勘测设计研究院有限公司,江苏淮安223005;宿迁市宿豫区水务局,江苏宿迁223800;扬州大学,江苏扬州225009;扬州大学,江苏扬州225009;扬州大学,江苏扬州225009
【正文语种】中 文
【中图分类】TV675;TV136.2
宿迁市井头泵站建成于1983年5月,由一站、二站2座机房组成,共安装26寸混流泵配6 160A型柴油机80台套,总装机容量8 000kW,设计流量80m3/s,主要为宿豫区来龙灌区提供灌溉水源,特殊干旱年份向宿迁闸上中运河以及向骆马湖补水。改建后泵站设计流量仍为80m3/s,设计扬程和平均扬程均为1.7m,最大扬程2.7m。
经方案比选,确定采用竖井式贯流泵装置5台套,单机设计流量为16m3/s,水泵叶轮轴线高程14.35m。贯流泵的泵轴采用卧式布置,特别适用于大型低扬程泵站[1-3]。其电机、齿轮箱、轴承等设备均布置在由混凝土浇筑的开敞式竖井中,安装和检修较为方便,电机通风散热条件较好,而且基础构造简单,开挖深度浅,投资较省。该型式的贯流泵装置的流道顺直,经过充分的优化水力设计计算,可在特低扬程条件下得到十分优异的水力性能[4-6]。对该型式泵装置的数值模拟和模型试验研究已有不少[7-10]。本文结合井头泵站工程建设的需要,对该站竖井式贯流泵装置的流态及性能进行分析研究,并通过泵装置模型试验进行检验。
一种用常规钻井液钻水平井的扶正器
总第120期 2006年第4期 西部探矿工程 WES1’一CHINA EXPL0RAT10N ENGINEER G series No.120 Apr.2006 文章编号:1OO4—5716(2OO6)O4一O196一O2 中图分类号:TE925.2文献标识码:B
一种用常规钻井液钻水平井的扶正器
李旭,孟英峰 (西南石油学院,四川成都6]0500)
摘要:通过对使用传统扶正器的环空流场研究分析,提出了改进传统扶正器以改善环空流场办法,并分析了改进后扶 正器的优点。但这些理论上的分析,尚需要进行模拟和实验验证。 关键词:水平井;携岩,井眼清洁;扶正器
1概述 在钻井过程中,井眼清洁不充分可能会引起许多问题,如钻 头过早磨损、钻速低、压裂地层、高摩阻、卡钻等,使我们付出高昂 代价。如果不能有效地、适当地处理这种情况,就可能引起侧钻 或者引起整口井的损失。研究发现,井眼的清洁状况取决于井斜 角、水力参数、泥浆流变特性、钻杆偏心度和钻进速度以及岩屑的 尺寸大小、形状等。 与直井相比较,水平井的岩屑受力状况与环空形状有以下 特点: (1)岩屑所受重力与钻井液流动方向垂直,当钻井液在环空 中处于层流状态或流速较低时,钻屑就极易在重力作用下沉积 在下井壁而形成岩屑床; (2)钻柱躺卧在下井壁,形成严重的偏心环空。在水平井段 中,使钻柱紧贴下井壁的力有两种:一种是由于钻柱在造斜段弯 曲,进入水平段后,其弹性使钻柱具有恢复直线状态的趋势,从而 使钻柱紧贴下井壁;另一种力就是钻柱所受重力。后者是主要原 因。 国内外专家和技术人员经过大量的研究、实验,认为水平井, 由于钻井液流动方向与重力方向垂直,其携岩机理及流体流动 性与直井有很大不同。在直井用高粘度泥浆来清除岩屑床是一 种补救方法,但对水平井眼可能会有害(假设钻杆不旋转),而对 水平井采用能增加紊流程度的低粘度泥浆会更有用;由于钻柱 紧贴下井壁,形成偏心环空,在上部环空大的地方,钻井液返速较 高,而在井眼下部环空窄的地方,即使在环空的整体流速很大时, 钻井液返速仍较低。等等这些原因,使水平井的清洁问题,比直 井更复杂,是近年来人们不断研究的题目。
浅析内蒙古榆树井煤矿地下水特征及防治水害措施
浅析内蒙古榆树井煤矿地下水特征及防治水害措施
作者:苗文明 陈贤敏
来源:《西部资源》2020年第05期
摘要:矿区防治水害的对策与矿山企业运营状态密切相关,因此,矿山必须充分了解矿区水文地质特征,同时落实好相关的防治水害工作。水文地质特征对研究地质构造具有重要意义,文章以内蒙古榆树井煤矿为例,对其水文地质特征进行分析,并总结其防治水害的措施。
关键词:榆树井煤矿;防治水害;措施
A brief analysis of groundwater characteristics and prevention measures in yushujing coal
mine, Inner Mongolia
Miao Wen-ming, Chen Xian-min
Hydrogeological Bureau of China Coal Geology Bureau handan city 056004 Abstract: the countermeasures of preventing and controlling water damage in mining areas are
closely related to the operation status of mining enterprises. Therefore, mines must fully understand
the hydrogeological characteristics of mining areas and implement the relevant work of preventing
and controlling water damage at the same time.The hydrogeological characteristics are of great
拉格朗日描述在水平井渗流场中的应用探索——油气渗流力学教材增添内容之建议
第14卷第4期 重庆科技学院学报(自然科学版) 2012年8月
拉格朗日描述在水平井渗流场中的应用探索
油气渗流力学教材增添内容之建议
游支云1 刘继林 薛亮 延海云3黄岭峰 胡堂均 张洁1 张玉婷
(1.重庆科技学院,重庆401331;2.中国石油大学(北京),北京102249;
3.赫瑞瓦特大学,爱丁堡EH144AS)
摘 要:针对齐成伟导出的无限大水平地层中每一流体质点流向有限长直裂缝的运动学公式.从油气渗流力学角度 进行分析模拟。并在此基础上提出相应教学改革建议。从教材章节结构、学生需具备的数学基础、学生创新意识的培 养、学生求真求美动力的诱发等角度,建议油气渗流力学教材应当吸纳该公式的推导过程及应用.此节内容应预留 合理的授课学时 关键词:裂缝;渗流场:油水边界;见水时间 中图分类号:TE243 文献标识码:A 文章编号:1673—1980(2012)04—0037—04
自从1928年水平井技术提出以来.水平井激发
的渗流场得到了深入研究 但研究主要集中在动力
学方面,即渗流场中的位势。根据位势。可以预测水
平井产能.由此推出的拟三维产能公式有多种[1-2]
齐成伟对这些产能公式进行了重要改进和归一化处
理.提出了囊括所有水平井产能公式的圆形地层中
辐射状分支水平井拟三维产能新公式 ].并给出了
带形地层中纵向双分支水平井和横向水平井拟三维
产能公式 ] 然而。工程师们忽视了运动学方面的
研究.即油气水的流动动态研究。渗流场中流体质
点的运动学规律.于2009年12月20日得到首次研
究 齐成伟探索并导出了无限大水平地层中每一流体
质点流向有限长直裂缝的运动学公式【7】.以下简称
“齐成伟公式”
1运动学公式
1.1 公式介绍
无限大水平地层中每一流体质点流向有限长直
裂缝的运动规律服从齐成伟公式[7]。即: : (sh …4,rrqO COS4'rr ̄) (1) 6g g g q 式中: 一流动时间,s; 一裂缝长度,m;q一裂缝强
水平井发展
水平井发展概况
人类用水平井技术开发油气藏的历史至今已有 200 多年。水平井再度兴起于 七十年代后期, 在八十年代末期进入了单井采油的繁荣阶段, 在九十年代形成应 用热潮,及至美、加、法、俄等各 20 多个国家,中国也积极参与了水平井技术 的研究和使用。
水平井的发展历程较长:
诞生于英国( 1780、 1840),水平井申请专利( 1891)。 美国得克萨斯州( 1929)直井侧钻成 8 米长水平段并取得了增产效果。 五十年代初期前苏联 40 余口,多数由直井侧钻而成, 30米长。 其后一段时间由于随钻测量技术的落后, 不能很好地解决钻井中的造斜定位 等问题,使得水平钻井技术成本高、事故多、水平位移短、经济效益差,水平井 技术一度停滞不前。
七十年代后期, 随钻测量技术和井下模拟技术水平显著提高, 水平钻井技术 东山再起。美国的Arco公司、加拿大的Esso公司、法国的Elf公司以及法国石 油研究院(IEP)等又开始了水平钻井。
八十年代中期,水平井是成本直井的 6-8 倍降至 1.5-3 倍。
九十年代, 93年美国对 845口水平井统计成本仅比直井高 8%。
良好的经济效益使得世界水平井的钻井数量迅速增长: 1989 年就钻成 430 口、
1990年有 1730口、 1995年约 2700多口,至 1997年在各类典型油气藏中钻 水平井的总数将增至 15000口以上,其中多数分布于美国、加拿大和前苏联。 美 国是世界上水平钻井发展最快、 拥有水平井最多的国家, 其水平井年钻井数超过 1000 口,在中曲率半径水平钻井方面有过创世界记录之举;加拿大主要利用水 平井注蒸汽开采稠油, 它在这方面的技术领先于世界, 其水平井年钻井数也超过 1000 口;前苏联在钻分支水平井方面具有丰富的经验和技术优势。另外,法国 在水平井的钻井史上也曾取得过惊人的成就:1990年Elf公司在荷兰钻成的C-2 井曾创当时垂深 4060.5 米的记录,在安哥拉近海钻成当时最大水平位移 2774.8 米的水平井。
风流脉动下采空区流场数值模拟与实验研究
风流脉动下采空区流场数值模拟与实验研究
李永存 ,林爱晖 ,王海桥 ,刘荣华
(1.湖南科技大学能源与安全q-程学院,湖南湘潭411201; 2.湖南城建职业技术学院设备工程系,湖南湘潭411101)
[摘要]针对矿井内风流脉动的特性,基于矿井通风理论、流体力学理论、空气动力学理论、传热传质学理 论、多孔介质渗流理论,建立了矿井风流脉动下采空区流场的计算模型;通过数值模拟,研究了脉动风流作用 下采空区流场的分布特点,并通过实验对其进行了测试和验证。结果表明所建立的采空区非稳定流场的数 学模型可用于研究采空区流场分布状态,并为采空区火灾防治提供有效的手段。 [关键词]风流脉动;数学模型;数值模拟;采空区流场 [中图分类号]TD752.1[文献标识码]A[文章编号]1009—1742(2008)02—0041一o5
1前言 2采空区流场的数学模型
随着社会的进步,生产安全问题越来越引起人 们的关注,尤其是煤矿生产。创造安全健康的生产
环境也是可持续发展战略的重要组成部分。矿井通 风是保证井下作业环境安全健康的重要措施之一,
矿井瓦斯、煤炭自燃等灾害均与矿井通风的稳定性 有关。而采空区煤炭自燃是煤矿三大灾害之一,直
接影响矿井的安全生产和经济效益 。 矿井通风是一个具有多个相关因素的系统。在
矿井正常通风期间,井巷内的风流压力受地面气压 变化及井下各种扰动源的影响,空气流动时常产生
脉动。因此,将井下空气流动状态视为非稳定流动, 更加符合实际。然而,国内外对于矿井非稳定流动 的研究尚处于起步阶段。振荡流体力学理论_2 为矿
内空气非稳定流场的研究提供了前提条件,其将流 场分为稳定流场和振荡流场,分别采用稳定流和非
稳定流进行研究,非稳定流理论的研究在于解决风 流中的振荡流场部分的问题_3]。由此看来,矿井稳
定流理论已不足以准确描述矿井风流的实际情况,
研究矿内空气的非稳定流动不仅仅是对矿井通风理 论的完善,更为重要的是真实地描述矿内空气所处 的实际状态 J。 2.1气体在采空区的流动 气体在采空区内的流动,可看作是空气在多孔
水源热泵抽灌井合理井间距研究
2013年9月 35卷第5 地下水 Ground water Sep.,2013 V01.35 NO.5
水源热泵抽灌井合理井间距研究
何兴强 (安徽省公益性地质调查管理中心,安徽合肥230009)
[摘要] 水源热泵系统中抽灌井的井间距、布置方案及运行模式等直接决定系统运行的效率。以一医院 水源热泵系统为例,在建立耦合数学模型的基础上,借助HST3D软件,深入分析井间距为25 m、40 m、50 m、60 m 条件下,抽灌井周边的地下水流场和温度场变化特征,研究表明:井间距越大,热贯通产生的时间越长,程度也越轻 微.类似实例的水文地质条件及工程规模相似的地区井距50 m较为合理。 [关键词] 井间距;地下水水位;温度;热贯通 [中图分类号】TD26 [文献标识码】 A [文章编号] 1004—1184(2013)05—0043—03
Research on the Optimum Distance between Water—-source Heat——Pump
Production Well and Injection Well
He Xingqiang (Geological Survey of Anhui Public Management Center Hefei 230009,Aanhui) Abstract:As the distance between production well and injection wel1,distribution of wells and operation model of wa- ter resource heat—pump system are key determining factors of system efficiency,the paper makes a research on changes in water flow field and temperature field around production and injection wells.Taking a certain hospital;S water—source heat—pump system as example,the paper does the research on the basis of coupling model and analyzes the variation characteristics of the research objects with the help of HST3D software when the inter—well distance are 25m,40m,50m, and 60m.The result shows that a longer distance will take longer time for thermal transfixion which in a slighter degree. Therefore,the conclusion is the optimum distance between water—source heat—pump production well and injection well, which are in similar hydrogeological environment and project scale as the example one,should be 50m. Key words:Inter—well distance,groundwater level,temperature and thermal transfixion
各向异性油藏水平井井网渗流场分析
第l7卷第1期 2010年2月 特种油气藏 Special Oil and Gas Reservoirs Vo1.17 No.1 Feb.2010
文章编号:1006—6535(2010)01—0081—04
引言 各向异性油藏水平井井网渗流场分析
周洪亮 ,尹洪军 ,李美芳 ,张绍辉
(1.提高油气采收率教育部重点实验室大庆石油学院,黑龙江大庆163318; 2.中油大庆油田有限责任公司,黑龙江大庆163712)
摘要:为直观地反映各向异性油藏水平井井网地层压力分布及流体运动轨迹的特点,利用源;r- 理论、Newman乘积法及压降叠加原理,推导出各向异性油藏水平井井网不稳定渗流地层压力 公式,提出流线生成方法,研究了水平井井网渗流场分布规律。结果表明:储层各向异性、生产 时间和注采比对水平井井网渗流场影响较大。在布井时,水平井应垂直于最大主渗透率方向, 以便形成线性水驱,提高驱替效果;生产时间越长,压力传播范围越广,采出程度越高;注采比 越大,注入流体的波及范围越大,波及效率越高。利用该方法产生的流场图能够为各向异性油 藏水平井开发井网设计及注入方案的优化提供科学依据。 关键词:各向异性油藏;渗流场;水平井;井网;等压线;流线 中图分类号:TE312 文献标识码:A
中国很多低渗透油藏以薄层砂岩为主,油藏内
不同程度地发育着天然裂缝,造成油藏渗透率的各 向异性。由于水平井可以增大井与油藏的接触面
积,改善油藏内流动特性,提高原油采收率,有着常
规直井无法比拟的优越性,因此水平井开采技术已
成为改善低渗透油田开发效果的重要技术之
一_1 J。各向异性油藏水平井整体井网渗流规律是
现代油藏工程领域普遍关注的问题。渗流场能够
直观地反映出地层内的压力分布特点及油藏内流
体在注入井与生产井之间的运动轨迹 ,有助于
确定注人流体的波及面积和形状,进而合理分析油
气田开发动态,实现井网和注入方案的优化 。
论文:水平井产能计算方法及应用
有关水平井产能的公式
一、理想裸眼井天然产能计算公式
1.Joshi公式
应用条件:Joshi公式,裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。
)]2/(ln[)/(2/2/ln)/(5428.022woohrhLhLLaaBPhKQ
其中,5.04])/2(25.05.0)[2/(LrLae。
2.当有偏心距和各向异性系数时,Joshi修正公式
应用条件:考虑偏心距和各向异性,裸眼井、等厚、无限大油藏、单相流动.
]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln)/(5428.02222woohhrhLhLLaaBPhKQ
3.Giger公式
应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。
)]2/(ln[2/2/11ln)/()/(5428.02weHeoohrhrLrLhLBPLKQ
4.Borisov公式
应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。
)]2/(ln[)/()/4ln()/(5428.0weoohrhLhLrBPhKQ
5.Renard & Dupuy公式
应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。
)]2/(ln[)/()(cosh)/(5428.01woohrhLhxBPhKQ 式中 ;5.04])/2(25.05.0[/2LrLaxe
;]1ln[)(cosh21xxx
wwrr)]2/()1[(.
以上公式中各参数代表的物理意义及其单位如下:
—Q水平井产油速度,dm/3;
—hK水平向渗透率,2310um;
—vK垂向渗透率,2310um;
—h储层厚度,m;
—oB原油体积系数;
—o原油粘度smPa;
—L水平井水平段长度,m;
—er泄油半径,m;
压裂直井井网流线模拟研究
】8卷第5期 201 1 9 Jj 油气地质 采收牢 Petroleum Geology and Recovery Efficiency V(’i.1 8. {).5 Sep.2()1l
压裂直井井网流线模拟研究
黄 钢 ,王晓冬 ,惠 钢 ,肖 茂
(1.中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;2.中国石油青海油田有限责任公司采油一厂,青海茫崖816400)
摘要:压裂井网的生产动态预测是压裂设计的重要部分,为此提出了利用流线追踪预测压裂井网生产动态的方法, 为油田井排排距优化及裂缝长度设计奠定基础。在直井与压裂直井井网中,通过镜像反演获得单个直井排的压力 场,采用叠加原理获得压裂直井井网的压力场,对压力场微分获得井网单元的流体质点运动速度场,进而运用迭代 追踪方法获得井网单元的流场,并编制流线模拟器。采用模拟器能够描绘不同排距、不同裂缝长度下井场的流线 图并能够获得油井见水时间。模拟结果显示,油井实施压裂后,裂缝井周围形成线性流,水驱前缘变得平缓;随着 井网排距和裂缝穿透比的增加,可以获得较长的无水采油期,但导致后期含水率快速上升。 关键词:压裂井网流线模拟见水时间水驱前缘产量递减 中图分类号:TE357.11 文献标识码:A 文章编号:1009—9603(2011)05—0100—04
直井压裂在低渗透油藏开发中得到广泛应 用¨ J。油井压裂后,流体的流动由平面径向流变
为平面线性流,减小了能量损失,从而使油井在相同
压差下获得更多产量。对压裂井网的生产动态预 测,主要采用基于有效差分方法的黑油模型,该模型 在模拟裂缝附近的线性流时存在不足 J。
流线表征的是流体随着时间变化的运动轨迹, 能直观地反映储层不同位置的油水推进情况 卜“j。
同时,流线模拟具有计算速度快、求解精度高的优 势,能较好地应用于裂缝性、压裂开发油藏 J。
为此,笔者以均质油藏对正井网为例,提出了采用流 线模拟预测压裂井网生产动态的方法。
