一、相间作用对泡状流压力波传播特性的影响（论文文献综述）
张立胜[1]（2020）在《气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算》文中认为一维稳态和瞬态气液两相管流广泛出现在石油工程、化学、核电等领域。在石油工程中,气液两相处理设备的设计、管道尺寸的选择等均需要深入研究两相流特性,包括流型、持液率和压力梯度以及压力波和持液率波的波动特性,本文将对这些问题进行探讨,旨在提高对两相流的预测精度。本文对气液两相管流进行了以下几个方面的研究:（1）在大型两相流实验台上进行了8个管倾角共355组空气-水两相稳态实验,测试管段为长8m、内径40mm透明的有机玻璃管。气相表观速度变化范围为0.33～36.0m/s,液相表观速度变化范围为0.02～3.76m/s。借助高速摄影系统捕捉管道中气液两相的动态变化图像。采用压力、压差传感器测量了不同流动状态时压力脉动、平均压力梯度。手动测量管段平均持液率。综合运用高速摄影机和压力信号确定不同管倾角时的两相流流型。观察到了两相流中典型的流型:分层流（分层光滑流和分层流波状流）、段塞流、泡状流、环状流。（2）利用观测得到的流型对Barnea统一流型预测模型进行验证,结果表明:在流动范围内,Barnea模型可很好的对不同管倾角两相流动进行流型预测,除了分层流-环状流或段塞流-环状流过渡边界。采用持液率和平均压力梯度实验数据对4种两相管流稳态预测模型（Beggs-Brill、Mukherjee、Gomez和Kaya）进行了验证,结果发现:4种模型均高估了平均持液率;平均压力梯度预测结果受管道倾角的影响,当管倾角小于20°时,Gomez模型预测值偏大,且存在离散数据点;倾角较大时4种模型预测值均偏小。（3）采用VOF方法对水平、倾斜和竖直管进行了了3D瞬态两相流模拟,获得不同流动条件下的管道中流型、多个管截面处的持液率脉动和压力脉动。通过对比高速摄影图片和管横截面含气率云图,可以发现:采用VOF法可有效的判别空气-水两相流的流型,同时提供了更多的流动细节。在此基础上,探讨了管倾角、气量、液相粘度对流型、压力和持液率脉动以及持液率的概率密度曲线的影响。（4）探讨了一维漂移通量模型的数学性质,并采用混合激波捕捉格式-AUSM类格式进行离散。将离散化的一维漂移通量模型用于模拟入口流量缓慢变化、出口压力保持不变的气液两相管流。AUSM类格式（AUSMD、AUSMV、AUSMDV）计算所得结果基本一致。研究了漂移速度关系式对慢速瞬变流的影响,通过数值计算可以发现:3种漂移速度关系式（Bendiksen、Joseph和Morrias）仅对持液率、压力曲线的幅值有影响,而曲线形状几乎不变,且彼此平行。采用MUSCL法和Runge-Kutta法将时间、空间一阶精度的AUSM类数值格式拓展至二阶精度,对比分析发现,高阶精度格式对压力波的捕捉效果明显好于低阶精度格式,对含气率波的捕捉效果提升不明显。空间精度为二阶时,提高时间精度并未带来明显的性能提升。（5）对一维7方程双流体模型进行了数学分析,与漂移通量模型数学性质不同,双流体模型在所有的流动范围内保持双曲型特性,因此可采用具有激波捕捉能力的Godunov格式对其进行离散。采用双流体模型对入口流量随时间慢速变化和阀门快速关闭两种情况的两相管流进行模拟,模拟结果与实验结果进行对比,发现一维7方程双流体模型可很好的捕捉慢速瞬变和快速瞬变两种情况时的压力波、含气率波的传播特性。
屈俊波[2]（2019）在《井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究》文中研究表明随着社会经济的不断发展,目前易开采地区的油气产量已不能满足人们对油气资源越来越大的需求。而在加大对油气勘探开发力度的过程中,深部、复杂地区的钻井作业日益增多,在勘探开发这些深部、复杂地层时,常常面临“安全压力窗口”狭窄的难题,导致非生产作业时间显着增加,极易发生井涌、漏失失返并引起严重的井喷事故。井底恒压法控压钻井作为一种较先进的钻井技术,能有效解决“窄安全压力窗口”的难题,气侵的预防和气侵的控制是控压钻井的核心问题。起下钻过程产生的波动压力已经成为导致井筒气侵的的一大重要因素,建立精确的起下钻波动压力预测模型,为“窄安全压力窗口”地层的最大的安全起下钻速度确定提供科学依据,这对积极预防溢流,最大程度降低溢流发生的概率都具有重要意义。精确的井筒水力学模型和压力计算是实现井筒压力精确控制的前提,是实现安全高效钻进的核心科学问题。控压钻井井筒压力控制的重点和难点主要集中在起下钻过程稳态和瞬态波动压力的准确计算,气侵之后井筒参数演变规律,以及井口回压的精细控制等方面,为此,本文针对这些问题展开详细研究。首先,本文以同心环空流体微元为研究对象,建立了动量方程,根据赫巴流体本构关系和流量相等关系,求解得到了环空流速分布和稳态波动压力梯度表达式。针对各种环空内外径比和偏心度,提出了一种以有限体积法为基础的偏心环空稳态波动压力预测模型,采用双极坐标系,将偏心环空不规则计算域共形映射到规则的矩形计算域,有效地克服了窄槽近似模型必须在内外径比率大于0.4才适用的缺陷,前人试验数据验证了模型的准确性。分析了影响环空速度和稳态波动压力的大小的各种因素,得出了结论:稳态波动压力随着钻具运动速度、环空内外径比率的增加而增大,与钻井液的屈服值和稠度系数成近似线性关系,与流性指数成指数关系。偏心度影响环空流量和速度分布的均匀性,较大偏心度可能出现滞留区域。以瞬变流方程为基础,考虑了附加动态摩阻项的影响,建立了新的瞬态波动压力预测模型方程,并采用Roe算法对方程组进行了求解。利用前人的现场测量数据,对预测模型进行了验证。分析了井筒几何参数、钻井液流变参数、钻具运动参数对瞬态波动压力峰值的影响规律,得出了结论:钻井液密度、井筒综合弹性模量、钻具运动的加速度的对瞬态波动压力的影响较小,钻具运动速度对瞬态波动压力的影响较大。偏心度对瞬态波动压力的影响程度小于稳态波动压力。基于环空微元体的连续性方程和动量方程,建立了气侵井筒多相流动方程,推导得到双流体模型方程和漂移流模型方程,比较了两种模型的差异,指出了各种的适用范围。基于双流体模型,考虑了虚拟质量力的影响,得到了压力波在气液两相流中的传播速度方程,得出了结论:压力波波速随钻井液密度,含气率及虚拟质量力系数的增加都呈现出减小的趋势,先急剧减小,后变化极其缓慢。基于漂移流模型,采用了有限体积法和Roe算法构建数值通量,按照Roe平均化法则求得了系数矩阵的线性化近似雅可比矩阵,得到了漂移流模型的Roe数值算法迭代格式。Roe算法由于没有迭代逼近运算,所有离散项运算均为普通线性方程,即使较大时间步和空间步也能很好满足守恒性,计算精度高,稳定性强,可有效避免迭代过程可能出现的发散现象。以实例井为基础,模拟了从气侵发生到气体顶部刚上升到井口整个过程,分析了不同初始井口回压对井筒参数的影响,得出了初始井口回压越小,井筒气侵程度越严重的结论。将井底恒压法控压钻井的井筒气侵过程分为气侵检测阶段和气侵控制阶段,分析了在气侵检测阶段初始井口回压、气层渗透率、气层孔隙度、气层压力、机械钻速对井筒参数的影响规律,得出气层孔隙度的影响较小,其它参数影响较大的结论。分析了井底恒压法控压钻井针对气侵的四种不同的井控方案,增大井口回压,能迅速停止气侵,能保持井底恒压,返出钻井液流量和出口气体流量都较小,所受的限制因素少,适用性较强。增大泥浆泵排量,不能维持井底恒压,只能处理非常轻微程度的气侵,在循环排气过程中容易发生二次气侵,延长了井控时间,增加了井控复杂性。增大泥浆泵排量的同时也增大井口回压,能维持井底恒压,但出口的气体流量大,应考虑气液分离器的处理能力。关井后再开泵循环方案,井筒进气多,井控时间长,出口的气体流量大,必须考虑气液分离器的处理能力。节流阀是井口回压的压力来源,井口回压是钻井液通过节流阀时在阀门前后两端的形成的压力差。找出了钻井液通过楔形节流阀的最小过流面积所在位置,并计算了最小面积,推导得了到阀芯行程与阀门两端节流压降的关系式。控压钻井楔形节流阀的有效调节区间约为0.49,在此区间,阀门关度与节流压降函数呈现指数关系,压降调节范围0.2914.71MPa。
唐旭[3]（2019）在《基于MWD压力波信号早期监测气侵技术研究》文中研究指明随着深部油气资源的勘探开发,钻井过程中的井控问题也日益突出,气侵是影响井控安全的重要因素之一。若不能及时监测到气侵并采取有效的井控措施,严重时会引起井涌甚至井喷等钻井事故发生,会影响到现场工作人员的生命财产安全。因此,早期监测气侵对提高井控安全性具有重大意义。本文基于气液两相流理论和压力波传播理论,提出了利用随钻测量工具（Measurement While Drilling,MWD）在传递井下数据时产生的压力波信号来实时监测环空气侵的方法。建立了气液两相流中压力波传播速度和衰减系数的计算模型,可以计算分析含气率、角频率和气侵率等对压力波传播的影响规律。根据数学模型,提出了利用压力波传播时间差监测气侵位置的方法,设计了气侵位置监测系统。编制了压力波早期监测气侵的计算软件,并开展了现场试验。本文的主要研究内容和取得的成果如下。建立了气液两相流中压力波传播速度和衰减系数的计算模型,并采用经典实验数据对模型进行了验证。分析了含气率、压力波角频率、系统压力、壁面剪切力和虚拟质量力等对压力波传播特性的影响规律。结果表明,随着含气率的增加和压力波角频率的减小,压力波传播速度降低,压力波衰减系数增大。含气率在0至5%之间时,随着含气率的增大压力波传播速度急速下降。随着系统压力的增加,压力波传播速度增大,压力波衰减系数急剧减小。虚拟质量力、壁面剪切力和拖曳力都会减小压力波的传播速度。根据推导的数学模型,通过实例计算,引入压力波传播时间概念,进一步分析了气侵率与井深对压力波传播速度、衰减系数和传播时间的影响规律。结果表明,随着气侵率的增加,压力波传播速度降低、衰减系数增大、传播时间增加。随着气侵位置深度的增加,同一井深处的压力波传播速度降低,压力波在环空内的传播时间增加。基于Lamb定律,分析气侵率对压力波振幅和波形特性的影响规律。结果表明,随着气侵率的增加,同一深度处的压力波振幅值不断减小。相同气侵率条件下,压力波向井口传播的过程中幅度值不断减小,越接近井口衰减越厉害,当气侵率增加到5m3/h时,井口的压力波幅度值已经减小到井底幅度值的25.4%。最后提出利用压力波传播时间差监测气侵位置的新方法,计算表明,该方法能及时监测到气侵位置。利用MATLAB 2017a编写了基于MWD压力波信号早期监测气侵计算软件,软件主要包括气侵监测原理介绍模块、压力波传播速度计算模块、压力波衰减系数计算模块、压力波传播时间计算模块和气侵判断与气侵位置计算模块,能有效的计算气侵后压力波传播参数和气侵位置。基于编制的压力波早期监测气侵软件,开展了现场试验。结果表明,本文提出的基于MWD压力波信号早期监测气侵技术能够有效的监测到钻井过程中的气侵现象,相对于常规监测技术,大大提高了采取井控措施的时间窗口。
纪健[4]（2019）在《气液两相流管道泄漏声波产生机理及声源特性研究》文中进行了进一步梳理随着油气混输管道的应用越来越普遍,如何保障油气混输管道系统的安全具有非常重要的意义。目前的管道泄漏检测技术,尤其是基于声波的泄漏检测技术因为其优点众多而日益成为研究者的热点。该技术在单相介质输油输气管道的生产工程应用中取得了良好的效果,但是对油气混输管道的相关研究几乎空白,许多技术难题尚未得到有效解决。本文重点将声波法泄漏检测和两相流理论有机结合探讨两相流管道泄漏声波产生机理和声波特性,为混输管道的安全运行提供技术支持。气液两相流是油气混输管道输送过程中最重要的流动形式。根据声波法泄漏检测的基本原理,气液两相流管道泄漏声波产生特征和声波特性研究直接影响泄漏判断的准确度,是声波泄漏检测技术的基础。本文以气液两相流管道泄漏过程为研究对象,分别对油气混输过程常见的分层光滑流、分层波浪流、段塞流三种流型下的气液两相流通过管道上的泄漏孔口的泄漏声场进行理论分析、数值模拟和实验研究。本文主要研究工作和成果如下:（1）对气液两相流管道泄漏流动特性和声学特性进行研究。通过理论分析不同流型和泄漏方位时的气液两相流管道泄漏流体流动特性特点与相分离特征。分析了气液两相流管道泄漏声源发声机理,即管道内流体发声和管道振动发声。基于文献调研总结了单相流气、液管道的泄漏声波产生模型,并基于此建立两相流管道泄漏声波产生模型,从而为气液两相流泄漏声场奠定理论基础。（2）搭建了气液两相流管道泄漏检测实验装置,通过实验开展了气液两相流管道泄漏声波特性研究。空气-水两相流泄漏检测水平实验管道管径为37mm,泄漏模拟装置孔口选取4mm、5mm、6mm、7mm、8mm孔径,泄漏方位分别位于管道上部、中间和下部。针对两相流泄漏声波信号提出了各种信号的处理方法,建立了分层光滑流、分层波浪流、段塞流稳定流动过程中动态压力波动幅值与气液流量关系模型,用于确定各流型下稳定流动背景噪声幅值波动。（3）通过对不同流型采集到的动态压力信号进行数据处理,得出了不同泄漏方位和泄漏孔径变化时,分层光滑流、分层波浪流和段塞流的动态压力波信号的变化特性。研究了泄漏方位、气液流量、孔径对气液两相流泄漏声波信号幅值的影响规律,得出各流型下泄漏信号受到影响由大到小依次均为气液流量、泄漏方位和孔径。对不同泄漏声波信号的幅值和频率方法对比分析得出均值法和EMD分解法对各流型泄漏检测准确度高。研究得到了各流型的泄漏声波能量频率范围。建立了两相流管道泄漏声源产生模型,并利用相分离压降经验公式计算得到了两相流瞬时泄漏声波幅值,对分层光滑流和段塞流下部泄漏幅值变化阈值设定提供了依据。（4）基于Fluent动网格技术,通过UDF编程实现气液两相流管道泄漏开启过程的流场模拟。结合理论对分层流和段塞流泄漏流动特征分析,从模拟流场角度分析泄漏声波产生机理。通过上部和下部泄漏流场特性分析泄漏声源特性,提出同时对泄漏瞬时声波和泄漏持续声波分析来提高泄漏判断准确度。本文通过气液两相流的泄漏声波产生机理研究明确了泄漏声波特征,得到了泄漏过程各因素变化对泄漏声源变化影响,以及泄漏声波特性规律,为下一步开展气液两相流管道泄漏检测和定位研究做准备。本文研究内容是声波法泄漏检测的基础,也是声波泄漏检测技术的关键。
史爽[5]（2018）在《大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究》文中研究说明管道运输具有输送费用低、通过能力大、安全系数高等固有特性,在油气输送方面占据重要地位。大翻越管道是指管道与水平面倾角大于30°的管道,与常规管道相比,其持气率、气相滑脱速度与压力波速等参数均随着流体的运移发生明显变化,加之油气相界面间相互作用、气相漂移及黏度物性差异等因素的影响,使大翻越管道油气混输的研究难度更大。大翻越管道油气混输波动压力的计算与混输流体的运移规律、混输密度、压力波速密切相关,其研究除了准确定义边界条件外混输流体的持气率、压力变化及压力波速等参数也是关键。因此深入研究油气混输过程中流体运移规律、压力波速、波动压力特性,有助于为后续管道设计及油气混输研究奠定理论基础。首先建立多相流动模型、多相压力波速模型及多相波动压力水力学体系,针对模型研制相应的计算模块,得到多相流动参数（压力、温度、持气率等）,获得管道中变化的波速,在多相流动参数及压力波速参数获取的基础上,最后开展多相波动压力求解,并借助实验手段验证模型正确性,提出相应波动压力控制手段,主要工作及研究结果如下:（1）多相运移规律研究:建立大翻越管道油气混输运移模型,分析大翻越管道油气混输过程中的气体溶解度特性、管道持气率、管道出口压力等参数对运移规律影响。（2）压力波速研究:在求解混输压力、持气率的基础上,通过对双流体模型求解过程的改进,提出了考虑虚拟质量力的两相压力波速模型,从而建立油气混输压力波速模型,并分析混输量、混输管道出口压力等参数对压力波速的影响。（3）波动压力研究:考虑管道中油气两相流的弹性、管道泊松比、管道内压力波速的变化等因素的影响,提出了油气混输波动压力模型,并借助有限差分等数学方法,建立多相波动压力模型,得到了阀门动作引发阀门本体以及沿程管道波动压力的变化规律。（4）计算软件编制:基于前面建立的油气混输运移模型、压力波速模型以及油气混输波动压力模型,研发了《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》软件。该软件可实现大翻越管道油气混输溶解度特性分析、混气量和油水混合比对持气率的影响分析、压力与温度等对压力波速的影响分析,以及油气混输、混气量、阀门关闭时间等因素对油气混输波动压力的影响分析。（5）实验验证:在西南石油大学三期多相流实验场,开展了油气混输波动压力的相关实验研究,揭示了阀门调节过程中油气混输流动的真实规律。研究表明,多相波动压力同油相波动压力相比,气相的混入量对波动压力影响较显着,这不仅与气相对管壁的摩阻有关,更与气体对波动压力传输过程中的能量耗散有关;在混输过程中,阀门动作产生的波动压力不可忽略,在第一个周期内,最大波动压力出现在阀门处。（6）控制方法研究:从控制波动压力的角度,提出三种控制波动压力的新方法,分别为建立限压条件下阀门动作路径模型、通过双阀门串联降低波动压力和采用设计的一种双连体装置减小波动压力。
闫铁,屈俊波,孙晓峰,陈烨,潘一[6]（2017）在《控压钻井回压压力波在井筒中传播的速度和时间规律》文中认为控压钻井过程中当监测到井底发生气侵尤其是溢流时,通常通过调节回压泵和节流管汇阀门给井筒施加回压来重新构建井底压力平衡。但气侵后回压压力波到达井底的时间有一个明显的滞后,如仍认为井口回压瞬间加载到井底,由此计算得到的井筒相关参数与实际井筒流动参数必然存在着较大的误差,有可能造成井控失效甚至引发井喷。为此,基于整体平均气液两相流模型,以回压压力波在井筒中传播速度和时间为研究对象,建立了环空气液两相流动的压力波传播方程,并引入气液相间作用力对方程组进行耦合求解。计算结果表明:（1）压力波波速随钻井液密度的增加而增大,随含气率、虚拟质量力系数的增加而呈现出减小的趋势,先急剧变化,之后变化幅度缓慢;（2）当含气率大于0.10或虚拟质量力系数大于0.20时,气液相间动量已充分交换,压力波波速的减小幅度变缓,趋于稳定。以四川盆地蓬莱9井为例,计算得到压力波单次传播的平均时间约为50 s,4个回合的总传播时间约为200s,占系统控制响应总时间的67%以上。结论认为,采用该方法计算得到的压力波在环空中的传播速度及传播时间更加符合实际井况,可大幅度提升MPD钻井系统控压响应时间的准确性和自适应节流阀控制的精度。
张先涛[7]（2016）在《井下声波早期气侵检测方法研究》文中认为气侵是钻井过程中严重影响施工进度和钻井安全的复杂状况。气侵发生后,由于气体的膨胀和滑脱,井控风险较大,控制不好极有可能诱发井涌或者井喷,从而对储层、钻井设备以及人身安全造成巨大的损失。随着常规油气资源的逐渐枯竭,非常规油气钻井的地质条件更为复杂,溢流的可能性大幅增加。因此,尽早发现溢流对石油勘探具有重大意义。本文以声波传播基本理论、两相流基本理论为基础,建立了声波的线性和非线性传播模型,分析了气泡对声波衰减的影响；建立井下声波传播速度模型,揭示了含气率、井深、界面附加动量源对声波传播的影响规律；编制了计算程序,对含气率、声波时差与气体上升高度之间的关系进行分析；并根据声波气侵检测理论,设计了井下声波早期气侵检测系统。本文的主要内容以及取得成果如下：揭示了声波在含气液体中线性传播的变化规律。声波速度随气泡直径增大而减小：衰减系数随气泡直径增大而增大。声波在含气泡液体中传播时,主要受到是气泡的散射作用；声波声压随含气率、气泡直径的增加而逐渐衰减。揭示了声波在含气液体中非线性传播的衰减规律。随着含气量的增加,声波由线性传播逐渐向非线性传播变化；声场声压极值随着声场振动作用时间增加而增大；在声波的幅值增加的过程中,声场声压的极值会先增大后减小,当声波的幅值为0.5左右时,声场声压的极值达到最大。分析了声波在气液两相流中的传播速度和衰减规律。声波速度随含气率增加而降低,随着频率增加而增加；声波衰减系数随含气率和频率的增加而增加。在壁面剪切力、虚拟质量力以及拖曳力的作用下,声波传播速度下降,衰减系数增加。分析了声波时差与含气率、气体上升高度的关系。声波时差随着气侵时间增加；气体上升高度随着声波时差增加。
孙庆明[8]（2015）在《基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究》文中指出两相流广泛地存在于工业生产过程中,其流动过程具有的动态性、非平衡性和复杂性,使得以近平衡态假设、线性化处理为前提研究两相流动问题的方法,还未能对其演化动力学特性取得清楚的认识。因此,需要引入新的研究方法对两相流的动力学特性及其演化规律进行研究。复杂网络作为一种研究复杂系统的方法和工具,不仅可以对蕴含在两相流流态时间序列中的重要信息特征进行探寻,而且还可以对无法通过理论模型准确描述的复杂非线性的两相流动力学系统进行研究。本文以垂直上升管内气液两相流为研究对象,在采集气液两相流压差波动时间序列的基础上,以复杂网络理论研究了气液两相流态、流态演化及气泡聚并机制等问题,并基于此对气液两相流动力学特性开展了研究。论文研究取得的工作成果如下：1.针对垂直上升管内气液两相流动特征,提出了一种基于压差波动时间序列相似性的复杂网络构建方法。通过经验模态分解对气液两相流的压差波动时间序列的能量特征的提取,获得了不同流型在不同时间尺度下的能量分布。在构建垂直上升管内空气-水两相流流态复杂网络的基础上,提出了一种基于AP聚类的社团结构划分方法,并通过该方法对垂直上升管内空气-水两相流的流态复杂网络社团结构进行了分析,获得了流态复杂网络中社团与不同流型的对应关系,从而识别出垂直上升管内包括过渡流型在内的五种流型。2.针对气液两相流流态演化过程的非稳态、非平衡及复杂性等特征,提出了一种垂直上升管内流态演化复杂网络构建方法。以垂直上升管内空气-水两相流动为研究对象,基于气液两相流流态演化过程动态迁移的相似性,构建并分析了对应于不同流型的流态演化复杂网络。发现垂直上升管内气液两相流的流态演化复杂网络呈现出明显的无标度性和小世界性,不同流型对应的网络呈现出不同的社团结构,并且网络的统计量与流型的演化过程相吻合,较好地揭示了垂直上升管内气液两相流流态演化的动力学特性。3.为了揭示气液两相流中气泡的聚并机制及其在相空间中的动力学特性,在相空间重构的基础上提出了一种基于关联维的相空间复杂网络构建方法。进而构建了流型相空间复杂网络。通过对不同动力系统对应的相空间复杂网络动力学特性的分析,发现在相空间不稳定周期轨道的吸引作用下,混沌动力系统对应的相空间复杂网络呈现出明显的小世界性,其网络结构和统计参数与原系统的相空间动力学特性关系密切。在此基础上,通过分析垂直上升管内气液两相流的泡状流、塞状流和混状流对应的流型相空间复杂网络,发现流型相空间复杂网络的网络结构与垂直上升管内气液两相流的流动结构之间存在内在联系,并且网络密度对气泡的聚并现象比较敏感。流型相空间复杂网络的网络结构和网络密度可以较好地分析不同流型相空间中不稳定周期轨道的吸引特性,为揭示气液两相流中气泡的聚并机制提供了新视角。
李红涛[9]（2015）在《复杂流体介质条件下井筒压力波传播规律研究》文中指出汕气钻井中涉及井筒压力波传播的工程问题广泛存在,研究不同流体介质条件下井筒压力波的传播规律有助于解决困扰大规模低品位油气资源和深层油气资源开发的气体钻井、充气钻井、泡沫钻井、高密度钻井液钻井的泥浆脉冲随钻测量难题和气体钻井、高压深井钻井的井筒压力控制难题。为此,本文系统研究了复杂流体介质条件下井筒压力波的传播规律,具体研究内容及取得的主要成果如下：（1）建立了气相流体介质条件下井筒压力波传播速度和衰减系数的解析计算模型,并开展了水平管气相介质压力波传播实验,模型计算结果与实验数据吻合较好。在此基础上,系统研究了角频率、系统压力、温度和气体流速对井筒压力波传播和衰减的影响。（2）在考虑液相密度动态变化、壁而剪切力和黏性耗散的基础上,建立了液相流体介质条件下井筒压力波波速和衰减系数的理论计算模型,并开展了水平管液相流体介质压力波传播实验,模型预测结果与实验数据吻合较好,并进一步研究了角频率、液相密度、体积弹性模量、黏度及流速等参数对压力波传播速度和衰减系数的影响。（3）基于气液两流体模型,建立并求解了井筒气液两相流体介质中压力波传播和衰减的数学模型,并开展了泡沫气液两相流体水平管压力波传播实验,利用泡沫流体实验数据和气液两相流体压力波传播经典实验数据完成了对理论模型的验证。在此基础上,系统研究了角频率、持气率、系统压力、温度等参数对压力波传播和衰减的影响。（4）基于液固两流体模型,建立了井筒液固两相流体中压力波传播和衰减的数学模型,并利用经典的悬浊液超声波传播实验数据对理论模型进行了验证,并深入分析了角频率、固相含量、颗粒尺寸、固相相密度及两相流体黏度等参数对压力波传播和衰减系数的影响。（5）针对充气钻井的泥浆脉冲随钻测量难题,借助井筒气液两相流体条件下压力波传播和衰减规律的研究成果,深入分析了造成泥浆脉冲随钻测量困难的内在原因,提出了改善充气钻井泥浆脉冲随钻测量效果的复合改良工艺和技术,现场试验结果表明,提出的改良工艺和措施能够有效解决充气钻井的泥浆脉冲随钻测量难题。（6）针对气体钻井的井筒压力控制难题,建立了基于压力波动理论的气体钻井钻遇裂缝产气早期检测及预警技术。现场试验结果表明,该技术能够在气体钻井钻遇裂缝产气不久即进行有效检测,比传统方法发现地层产气的时问早得多,有力拓展了气体钻井井筒压力控制的时间窗口。本研究系统构建了复杂流体介质条件下井筒压力波传播的理论体系,为汕气钻井中涉及井筒压力波传播的工程问题的解决奠定了核心的理论基础,具有积极的现实意义。
孔祥伟,林元华,邱伊婕,董龙[10]（2014）在《虚拟质量力对酸性气体-钻井液两相流波速的影响》文中研究说明基于两流体模型、酸性气体和钻井液状态方程,考虑酸性气体与钻井液相间虚拟质量力、粘性剪切力、相间动量交换及狭义相间阻力等条件,建立酸性气体与钻井液两相中压力波传播速度的数学模型,依据小扰动原理,对波速模型求解,得到关于波数K的波速方程。结果表明,在一定范围内,随空隙率、频率的增大,虚拟质量力对波速的影响显着增强;在高空隙率下,压强增大,虚拟质量力对波速的影响减弱;增大流体的密度或不可压缩性,均可使两相压力波速增大;延长气液交换时间或减小波动频率使相间有足够时间进行动量交换,两相压力波波速随之减小。
二、相间作用对泡状流压力波传播特性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、相间作用对泡状流压力波传播特性的影响（论文提纲范文）
（1）气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气液两相流流型及其预测方法 |
| 1.3 气液两相流压降及持液率预测机理模型 |
| 1.3.1 分层流模型 |
| 1.3.2 环状流模型 |
| 1.3.3 段塞流模型 |
| 1.3.4 段塞流闭合关系式 |
| 1.3.5 综合机理模型和统一的综合机理模型 |
| 1.4 气液两相管流的三维数值计算 |
| 1.5 一维瞬态两相管流模型 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 气液两相流实验及经验预测模型对比 |
| 2.1 实验设备和测试流程 |
| 2.1.1 测试管路 |
| 2.1.2 供液系统 |
| 2.1.3 供气系统 |
| 2.1.4 数据采集系统 |
| 2.1.5 持液率测量 |
| 2.1.6 高速摄影系统 |
| 2.2 流型过渡准则 |
| 2.2.1 分散泡状流过渡边界 |
| 2.2.2 分层流-非分层流过渡边界 |
| 2.2.3 环状流-间歇流过渡边界 |
| 2.2.4 段塞流-搅动流过渡边界 |
| 2.2.5 泡状流-段塞流 |
| 2.3 基于压力的流型识别 |
| 2.3.1 分层流压力信号 |
| 2.3.2 泡状流压力信号 |
| 2.3.3 段塞流压力信号 |
| 2.3.4 环状流压力信号 |
| 2.4 不同倾角的流型图 |
| 2.5 经验模型和机理模型持液率和压力预测 |
| 2.5.1 持液率实验值及统一预测模型预测值对比 |
| 2.5.2 压力梯度实验值及统一预测模型预测值对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 气液两相管流的三维数值模拟 |
| 3.1 几何模型及模拟方案 |
| 3.2 工作介质及初始、边界条件 |
| 3.3 多相流物理模型 |
| 3.3.1 VOF模型 |
| 3.3.2 标准k-w模型 |
| 3.3.3 近壁面处理方法 |
| 3.3.4 数值稳定性 |
| 3.4 网格无关性验证 |
| 3.5 气液两相管流波动特性分析 |
| 3.5.1 管道倾角对两相管流流动特性的影响 |
| 3.5.2 气量变化对两相管流流动特性的影响 |
| 3.5.3 液相粘度对两相管流流动特性的影响 |
| 3.6 气液两相管流流场分析 |
| 3.6.1 CFD验证 |
| 3.6.2 管道倾角对流场的影响 |
| 3.6.3 气量变化对流场的影响 |
| 3.6.4 液相粘度对流场的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 一维漂移通量模型的两相管流瞬态计算 |
| 4.1 漂移通量模型 |
| 4.2 数值方法 |
| 4.2.1 有限体积法 |
| 4.2.2 数值通量 |
| 4.2.3 边界条件处理 |
| 4.3 瞬态实验结果与时间空间一阶精度格式数值结果对比 |
| 4.3.1 数值格式对比 |
| 4.3.2 入口液量固定,气量减小 |
| 4.3.3 入口液量固定,气量增大 |
| 4.3.4 入口气量固定,液量减小 |
| 4.4 高阶数值精度计算结果对比 |
| 4.4.1 入口液量固定,气量减小 |
| 4.4.2 入口液量固定,气量增大 |
| 4.4.3 入口气量固定,液量减小 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 双流体模型的两相管流瞬态计算 |
| 5.1 七方程双流体模型 |
| 5.1.1 气相、液相相速度和相压力均不相等情况的特征分析 |
| 5.1.2 气相、液相相速度相等和相压力不相等情况的特征分析 |
| 5.1.3 气相、液相相速度不相等和相压力相等情况的特征分析 |
| 5.1.4 气相、液相相速度相等和相压力相等情况的特征分析 |
| 5.1.5 双流体模型的闭合关系式 |
| 5.1.6 相界面边界条件的处理 |
| 5.2 双流体模型数值方法 |
| 5.2.1 双曲型算子 |
| 5.2.2 源项及弛豫项 |
| 5.2.3 边界条件处理 |
| 5.3 气、液两相管流的瞬态计算测试案例 |
| 5.3.1 慢速瞬变流 |
| 5.3.2 快速瞬变流 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 起下钻波动压力研究现状 |
| 1.2.2 气侵井筒多相流流动规律研究现状 |
| 1.2.3 钻井节流阀国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 起下钻过程井筒稳态波动压力模型研究 |
| 2.1 同心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.1.1 同心环空计算模型的建立 |
| 2.1.2 同心环空模型方程的求解 |
| 2.2 偏心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.2.1 偏心环空计算模型的建立 |
| 2.2.2 偏心环空模型方程的求解 |
| 2.3 起下钻过程稳态波动压力计算模型的有效性验证 |
| 2.3.1 同心环空计算模型的验证 |
| 2.3.2 偏心环空计算模型的验证 |
| 2.4 起下钻过程稳态波动压力影响因素分析 |
| 2.4.1 环空流速分布及影响因素分析 |
| 2.4.2 钻具速度的影响规律 |
| 2.4.3 钻井液参数的影响规律 |
| 2.4.4 环空几何参数的影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 起下钻过程井筒瞬态波动压力模型研究 |
| 3.1 起下钻过程井筒瞬态波动压力方程的建立 |
| 3.1.1 瞬态波动压力基本方程 |
| 3.1.2 瞬态波动压力新方程 |
| 3.2 起下钻过程瞬态波动压力新方程的求解 |
| 3.2.1 新方程的特征线和相容方程 |
| 3.2.2 利用Roe算法求解新方程 |
| 3.3 起下钻过程瞬态波动压力计算模型的验证 |
| 3.3.1 利用Burkhardt现场测量数据验证模型 |
| 3.3.2 利用Clark现场测量数据验证模型 |
| 3.4 起下钻瞬态波动压力影响因素分析 |
| 3.4.1 钻井液参数的影响规律 |
| 3.4.2 井筒参数的影响规律 |
| 3.4.3 钻具运动参数的影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CBHP控压钻井气侵井筒瞬态多相流动规律研究 |
| 4.1 气侵井筒瞬态气液两相流动模型的建立 |
| 4.1.1 气侵井筒瞬态气液两相流动基本模型的建立 |
| 4.1.2 双流体模型 |
| 4.1.3 漂移流模型 |
| 4.2 压力波在气侵井筒气液两相流动中的传播速度 |
| 4.2.1 压力波在井筒气液两相流中传播速度方程 |
| 4.2.2 压力波传播速度影响因素分析 |
| 4.1.3 压力波传播速度算例分析 |
| 4.3 气侵井筒瞬态气液两相流动方程的求解 |
| 4.3.1 求气液两相流动方程组的系数雅可比矩阵 |
| 4.3.2 求雅可比矩阵的近似线性化矩阵 |
| 4.3.3 采用Roe算法求解方程组 |
| 4.4 气侵井筒瞬态多相流动模型的模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 CBHP控压钻井井筒气侵控制方案研究 |
| 5.1 气侵检测阶段 |
| 5.1.1 初始井口回压的影响 |
| 5.1.2 气层渗透率的影响 |
| 5.1.3 气层孔隙度的影响 |
| 5.1.4 气层压力的影响 |
| 5.1.5 机械钻速的影响 |
| 5.2 井底恒压法控压钻井的气侵控制方案 |
| 5.2.1 增大井口回压方案 |
| 5.2.2 增大泥浆泵排量方案 |
| 5.2.3 组合方案 |
| 5.2.4 关井后循环排气方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 CBHP控压钻井回压控制节流阀模型研究 |
| 6.1 楔形节流阀压降计算模型 |
| 6.1.1 楔形节流阀最小过流面积的计算 |
| 6.1.2 楔形节流阀压降计算 |
| 6.2 楔形节流阀节流压降规律分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及科研情况 |
| 致谢 |
（3）基于MWD压力波信号早期监测气侵技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 气侵监测技术研究现状 |
| 1.2.2 压力波脉冲信号传播特性研究现状 |
| 1.2.3 气侵规律模拟研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 第2章 压力波监测气侵的基本原理 |
| 2.1 随钻测量压力波脉冲传输方式工作原理 |
| 2.2 地层气体侵入井筒规律 |
| 2.2.1 气体侵入井筒方式 |
| 2.2.2 气侵后环空流型分布 |
| 2.3 MWD压力波监测气侵的基本理论 |
| 2.4 压力波监测气侵法举例 |
| 2.4.1 泥浆泵压力脉冲监测法 |
| 2.4.2 井口声呐监测气侵法 |
| 2.4.3 井下声波干扰仪监测气侵法 |
| 2.4.4 井下声波发生器随钻气侵监测法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 气液两相流中压力波的传播与衰减规律研究 |
| 3.1 压力波在气液两相流中传播速度的数学模型 |
| 3.1.1 基本方程 |
| 3.1.2 封闭条件 |
| 3.1.3 数学模型的求解 |
| 3.2 数学模型验证 |
| 3.3 模拟分析 |
| 3.3.1 含气率对压力波传播的影响分析 |
| 3.3.2 角频率对压力波传播的影响分析 |
| 3.3.3 虚拟质量力对压力波传播的影响分析 |
| 3.3.4 系统压力对压力波传播的影响分析 |
| 3.3.5 壁面剪切力对压力波传播的影响分析 |
| 3.3.6 拖曳力对压力波传播速度的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 压力波监测气侵位置方法研究 |
| 4.1 气侵位置监测系统 |
| 4.2 气侵位置监测原理 |
| 4.3 实例分析 |
| 4.3.1 气侵率对压力波传播时间的影响 |
| 4.3.2 气侵率对压力波波形特性的影响 |
| 4.3.3 气侵位置对压力波传播时间的影响 |
| 4.3.4 气侵位置监测结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 压力波早期监测气侵系统软件及现场应用 |
| 5.1 软件性能及主要功能 |
| 5.2 软件模块介绍 |
| 5.2.1 压力波传播速度计算模块 |
| 5.2.2 压力波衰减系数计算模块 |
| 5.2.3 压力波传播时间计算模块 |
| 5.2.4 气侵判断与气侵位置计算模块 |
| 5.3 现场应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（4）气液两相流管道泄漏声波产生机理及声源特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的与意义 |
| 1.2 气液两相流声波泄漏检测技术研究现状 |
| 1.2.1 气液两相流管道技术研究现状 |
| 1.2.2 声波法泄漏检测技术研究现状 |
| 1.2.3 气液两相泄漏相分离研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 气液两相流管道泄漏流动特征及声学特性 |
| 2.1 气液两相流管道泄漏流动特征分析 |
| 2.1.1 分层流泄漏流动特征分析 |
| 2.1.2 段塞流泄漏流动特征分析 |
| 2.1.3 不同流型泄漏流动特征对比 |
| 2.2 气液两相流管道泄漏声源发声机理 |
| 2.2.1 流体流动发声机理 |
| 2.2.2 管道振动发声机理 |
| 2.3 泄漏声波产生模型建立 |
| 2.3.1 单相流管道泄漏声波产生模型建立 |
| 2.3.2 两相流管道泄漏声波产生模型建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 气液两相流管道泄漏检测实验装置搭建 |
| 3.1 气液两相流管道泄漏声波检测原理和设备 |
| 3.1.1 实验基本原理 |
| 3.1.2 实验主要设备 |
| 3.2 数据采集系统和数据处理方法 |
| 3.2.1 数据采集系统 |
| 3.2.2 数据信号处理 |
| 3.2.3 传感器布置 |
| 3.3 实验选取数据和流动背景噪声分析 |
| 3.3.1 实验数据选取 |
| 3.3.2 实验可重复性验证与误差分析 |
| 3.3.3 流动背景噪声对比 |
| 3.3.4 动态压力与流量关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 分层光滑流泄漏声波特性分析 |
| 4.1 泄漏声波影响因素分析 |
| 4.1.1 不同方位的泄漏信号特征 |
| 4.1.2 不同方位下气液流量变化分析 |
| 4.1.3 不同方位下泄漏孔径影响分析 |
| 4.1.4 影响因素对比 |
| 4.2 适用于泄漏声波信号的分析方法比较 |
| 4.2.1 特征值法分析 |
| 4.2.2 概率密度函数PDF分析 |
| 4.2.3 泄漏信号幅频特征分析 |
| 4.2.4 功率谱密度函数PSD分析 |
| 4.2.5 经验模态分解EMD分析 |
| 4.2.6 各种信号分析方法对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 分层波浪流泄漏声波特性分析 |
| 5.1 泄漏声波影响因素分析 |
| 5.1.1 不同方位泄漏信号特征 |
| 5.1.2 不同方位下气液流量变化分析 |
| 5.2 适用于泄漏声波信号的分析方法比较 |
| 5.2.1 特征值分析法 |
| 5.2.2 概率密度函数PDF分析 |
| 5.2.3 泄漏信号幅频特征分析 |
| 5.2.4 功率谱密度函数PSD分析 |
| 5.2.5 经验模态分解EMD分析 |
| 5.2.6 各种信号分析方法对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 段塞流泄漏声波特性分析 |
| 6.1 影响泄漏声波因素分析 |
| 6.1.1 不同方位泄漏信号特征 |
| 6.1.2 不同方位下气液流量变化分析 |
| 6.1.3 不同方位下泄漏孔径影响分析 |
| 6.1.4 影响因素对比 |
| 6.2 适用于泄漏声波信号的分析方法的研究 |
| 6.2.1 特征值分析法 |
| 6.2.2 概率密度函数PDF分析 |
| 6.2.3 幅频特征分析 |
| 6.2.4 功率谱密度函数PSD分析 |
| 6.2.5 经验模态分解EMD分析 |
| 6.2.6 各种信号分析方法对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 不同流型气液两相流管道泄漏信号分析 |
| 7.1 管道泄漏流型判断的意义 |
| 7.2 不同流型泄漏信号特性分析 |
| 7.2.1 原始信号特征对比 |
| 7.2.2 影响因素对比 |
| 7.3 不同流型泄漏信号分析方法对比 |
| 7.3.1 不同流型PDF对比分析 |
| 7.3.2 不同流型幅频谱对比分析 |
| 7.3.3 不同流型PSD对比分析 |
| 7.3.4 不同流型信号分析方法对比 |
| 7.4 不同流型泄漏瞬时声波幅值计算 |
| 7.4.1 泄漏瞬时声波幅值计算 |
| 7.4.2 计算与实验误差分析 |
| 7.5 结论 |
| 第八章 气液两相流管道泄漏流场数值模拟 |
| 8.1 计算模型选择 |
| 8.1.1 气液两相流各模型选择 |
| 8.1.2 计算方法和边界条件 |
| 8.2 几何模型建立 |
| 8.2.1 几何模型和网格划分 |
| 8.2.2 泄漏开启实现方式 |
| 8.3 数值模拟结果分析 |
| 8.3.1 泄漏开启过程流场模拟分析 |
| 8.3.2 数值模拟与实验验证 |
| 8.3.3 泄漏开启过程参数分析 |
| 8.3.4 泄漏完成流场参数分析 |
| 8.4 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 1 结论 |
| 2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 多相流研究 |
| 1.3.2 倾斜管流动特性研究 |
| 1.3.3 压力波速研究 |
| 1.3.4 波动压力研究 |
| 1.3.5 波动压力控制研究 |
| 1.4 主要研究内容及关键技术 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术关键 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 1.6 论文结构及逻辑关系 |
| 1.7 创新点 |
| 第2章 大翻越管道油气混输水力学模型 |
| 2.1 大翻越管道特点 |
| 2.2 混输运移模型建立及求解 |
| 2.2.1 混输运移模型 |
| 2.2.2 混输流型转换及辅助模型 |
| 2.2.3 混输运移模型求解 |
| 2.3 混输压力波速与响应模型建立及求解 |
| 2.3.1 双流体压力波速模型 |
| 2.3.2 考虑虚拟质量力的新压力波速模型 |
| 2.3.3 混输压力波速及响应模型求解 |
| 2.4 混输波动压力模型建立及求解 |
| 2.4.1 混输波动压力模型 |
| 2.4.2 混输波动压力模型求解 |
| 2.5 串联阀门波动压力模型建立 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 大翻越管道波动压力分析系统开发 |
| 3.1 系统开发平台与数据库 |
| 3.1.1 开放平台 |
| 3.1.2 数据库 |
| 3.2 系统功能与程序设计思路 |
| 3.2.1 功能模块 |
| 3.2.2 程序设计思路 |
| 3.3 系统逻辑架构设计 |
| 3.3.1 逻辑架构设计 |
| 3.3.2 系统非功能性需求分析 |
| 3.3.3 数据库交互层设计 |
| 3.3.4 系统物理架构设计 |
| 3.4 软件主界面介绍 |
| 3.4.1 登录界面 |
| 3.4.2 软件主界面 |
| 3.4.3 混输流动规律分析界面 |
| 3.4.4 混输压力波速分析界面 |
| 3.4.5 混输波动压力分析界面 |
| 3.4.6 阀门受波动压力分析界面 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 大翻越管道油气混输流动特性分析 |
| 4.1 大翻越管道实例 |
| 4.2 倾角对持气率影响 |
| 4.3 出口压力对管道持气率影响 |
| 4.4 气体溶解度对持气率影响 |
| 4.5 混输量对管道压力降影响 |
| 4.6 倾角对流体运移速度影响 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 大翻越管道油气混输压力波速特性分析 |
| 5.1 压力波速模型回顾 |
| 5.2 双流体模型压力波速分析 |
| 5.2.1 泡状流及弹状流持气率对压力波速的影响 |
| 5.2.2 虚拟质量力对压力波速的影响 |
| 5.2.3 扰动频率对压力波速的影响 |
| 5.2.4 运行压力及温度对压力波速的影响 |
| 5.3 改进的压力波速模型应用 |
| 5.4 翻越管道压力波速影响因素分析 |
| 5.4.1 管道倾斜角度对压力波速影响 |
| 5.4.2 出口压力对压力波速影响 |
| 5.4.3 持气率对压力波速的影响 |
| 5.4.4 混输量对压力波速及压力响应时间影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 大翻越管道油气混输波动压力特性分析 |
| 6.1 波动压力模型分析 |
| 6.2 阀门特性参数分析 |
| 6.3 管道受波动压力影响分析 |
| 6.3.1 单相/油气混输对波动压力的影响 |
| 6.3.2 混输量对波动压力的影响 |
| 6.3.3 油相流量对波动压力的影响 |
| 6.3.4 管道长度对波动压力的影响 |
| 6.3.5 阀门关闭时间对波动压力的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 大翻越管道波动压力实验及控制 |
| 7.1 波动压力模拟实验 |
| 7.1.1 实验平台与方法 |
| 7.1.2 误差分析 |
| 7.1.3 结果分析 |
| 7.2 混输波动压力控制 |
| 7.2.1 关阀控制 |
| 7.2.2 串联阀门控制 |
| 7.2.3 双连体装置控制 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 对未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 附录一: 大翻越管道油气混输水力学模型计算数据表 |
| 附录二: 《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》程序代码 |
| 附录2.1 多相压力波速部分代码 |
| 附录2.2 多相波动压力部分代码 |
（6）控压钻井回压压力波在井筒中传播的速度和时间规律（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 井筒气液两相流回压压力波传播模型的建立 |
| 1.1 回压压力波传播模型和方程 |
| 1.1.1 连续性方程 |
| 1.1.2 动量守恒方程 |
| 1.2 回压压力波传播方程的求解 |
| 1.3 回压压力波传播速度的验证 |
| 2 压力波在井筒内传播影响因素 |
| 2.1 钻井液密度的影响 |
| 2.2 井筒含气率的影响 |
| 2.3 气液虚拟质量力系数的影响 |
| 3 算例分析 |
| 4 结论 |
（7）井下声波早期气侵检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文的研究目的及意义 |
| 1.2 国内外技术发展现状 |
| 1.2.1 早期气侵检测技术研究现状 |
| 1.2.2 气侵溢流规律研究发展现状 |
| 1.2.3 研究现状分析与存在的问题 |
| 1.3 本文的研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第2章 声波检测溢流的基本理论 |
| 2.1 天然气侵的特点 |
| 2.2 常用的溢流检测方法 |
| 2.3 声波检测气侵的基本理论 |
| 2.3.1 声波的基本特点 |
| 2.3.2 声波法检测气侵的原理 |
| 2.4 声波气侵检测法举例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 气泡对声波传播的影响规律 |
| 3.1 声波在含气钻井液中的线性传播 |
| 3.1.1 层状气泡模型中声波的传播规律 |
| 3.1.2 等效媒质模型中声波的传播规律 |
| 3.2 声波在含气钻井液中的非线性传播 |
| 3.2.1 声波非线性传播模型 |
| 3.2.2 数值模拟与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 声波在气液两相流中的传播和衰减规律 |
| 4.1 声波在纯钻井液中的传播速度 |
| 4.2 声波在气液两相流中的速度 |
| 4.2.1 声波速度模型 |
| 4.2.2 基本方程组 |
| 4.2.3 封闭条件 |
| 4.2.4 声波色散方程 |
| 4.3 声波速度和衰减系数计算及结果分析 |
| 4.3.1 模型的求解 |
| 4.3.2 模拟分析 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 声波检测气侵高度方法研究 |
| 5.1 声波气侵检测模型 |
| 5.1.1 声波时差检测原理 |
| 5.1.2 声波时差求解 |
| 5.2 气体上升速度 |
| 5.2.1 气体上升速度模型 |
| 5.2.2 闭合条件 |
| 5.2.3 模型求解 |
| 5.3 实例计算 |
| 5.3.1 实例1 |
| 5.3.1.1 泡状流计算结果 |
| 5.3.1.2 弹状流计算结果 |
| 5.3.2 实例2 |
| 5.3.2.1 泡状流计算结果 |
| 5.3.2.2 弹状流计算结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 井下声波早期气侵检测系统设计及计算程序 |
| 6.1 检测系统设计 |
| 6.1.1 系统结构设计 |
| 6.1.2 声波收发短节设计 |
| 6.2 声波信号处理 |
| 6.2.1 声波数据传输方式选择 |
| 6.2.2 声波信号特征和处理系统 |
| 6.2.3 检测仪器结构设计 |
| 6.2.4 检测程序设计思路 |
| 6.3 井下声波早期气侵检测计算程序 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气液两相流流型 |
| 1.2.1 垂直上升管内流型划分 |
| 1.2.2 水平管内流型划分 |
| 1.3 气液两相流流型识别研究现状 |
| 1.3.1 气液两相流流态图法 |
| 1.3.2 气液两相流流型直接识别 |
| 1.3.3 气液两相流流型间接识别 |
| 1.4 复杂网络及其在多相流领域的应用进展 |
| 1.4.1 复杂网络的主要研究内容 |
| 1.4.2 复杂网络在多相流领域的应用进展 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 气液两相流与复杂网络理论 |
| 2.1 气液两相流的波动性与不稳定性 |
| 2.1.1 气液两相流的波动性 |
| 2.1.2 气液两相流的不稳定性 |
| 2.2 气液两相流的特征参数 |
| 2.3 气液两相流流动参数时间序列 |
| 2.3.1 气液两相流流动参数时间序列的特征 |
| 2.3.2 气液两相流压差波动时间序列与空泡份额之间的关系 |
| 2.4 流动参数时间序列的预处理与相似性度量 |
| 2.4.1 流动参数时间序列的预处理 |
| 2.4.2 流动参数时间序列的相似性度量 |
| 2.5 复杂网络基本理论 |
| 2.5.1 复杂网络的统计描述 |
| 2.5.2 小世界性和无标度性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 气液两相流波动信息测试系统 |
| 3.1 波动信息测试系统 |
| 3.2 测试系统参数的选取与噪声分析 |
| 3.2.1 取压间距的选取 |
| 3.2.2 采样频率与数据长度的选取 |
| 3.2.3 测试系统的噪声分析 |
| 3.3 气液两相流压差时间序列的获取与降噪处理 |
| 3.3.1 气液两相流压差时间序列的获取 |
| 3.3.2 气液两相流压差时间序列的降噪处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于经验模态分解与复杂网络的气液两相流流型识别 |
| 4.1 气液两相流流型特征参数的提取 |
| 4.2 气液两相流态复杂网络的构建方法 |
| 4.2.1 流态复杂网络阈值的选取 |
| 4.2.2 网络社团结构的划分 |
| 4.3 气液两相流流态复杂网络分析 |
| 4.3.1 气液两相流流型的识别 |
| 4.3.2 气液两相流压差波动时间序列的能量分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气液两相流动力学特性分析 |
| 5.1 气液两相流流态演化复杂网络构建方法 |
| 5.1.1 流态演化复杂网络的构建 |
| 5.1.2 阈值与时间序列长度的选取 |
| 5.2 流态演化复杂网络的统计特性 |
| 5.3 气液两相流流态演化复杂网络动力学特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 气液两相流流型相空间复杂网络分析 |
| 6.1 相空间复杂网络 |
| 6.1.1 相空间复杂网络的构建方法 |
| 6.1.2 距离阈值的选取 |
| 6.2 不同动力系统的相空间复杂网络分析 |
| 6.3 流型相空间复杂网络分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）复杂流体介质条件下井筒压力波传播规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 井筒泥浆脉冲传播规律研究进展 |
| 1.2.2 气相介质管流压力波传播规律研究 |
| 1.2.3 液相介质管流压力波传播规律研究 |
| 1.2.4 气液两相介质管流压力波传播规律研究 |
| 1.2.5 液固两相介质管流压力波传播规律研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文的主要研究内容 |
| 1.3.2 本文的技术路线 |
| 1.4 主要研究成果及创新点 |
| 1.4.1 主要研究成果 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 第2章 气相流动介质中井筒压力波传播规律研究 |
| 2.1 工程难题中的科学问题 |
| 2.2 气相流动介质中井筒压力波传播和衰减机理分析 |
| 2.3 气相流动介质中井筒压力波传播的数学模型 |
| 2.3.1 基本假设 |
| 2.3.2 基本控制方程 |
| 2.3.3 模型求解 |
| 2.3.4 模型关键参数的确定 |
| 2.4 气相流动介质压力波传播和衰减实验研究 |
| 2.4.1 实验装置研制 |
| 2.4.2 压力波波动形态及波速、衰减系数的实验确定方法 |
| 2.4.3 实验结果与模型预测结果的比较 |
| 2.5 气相流动介质中井筒压力波传播主要影响因素分析 |
| 2.5.1 压力波角频率的影响 |
| 2.5.2 系统压力的影响 |
| 2.5.3 温度的影响 |
| 2.5.4 气相流体流速的影响 |
| 2.6 实例分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 液相流动介质中井筒压力波传播规律研究 |
| 3.1 工程难题中的科学问题 |
| 3.2 液相流动介质中井筒压力波传播和衰减机理分析 |
| 3.3 液相流动介质中井筒压力波传播的数学模型 |
| 3.3.1 基本假设 |
| 3.3.2 基本控制方程 |
| 3.3.3 模型求解 |
| 3.3.4 模型关键参数的确定 |
| 3.4 液相流动介质压力波传播和衰减实验研究 |
| 3.4.1 实验装置研制 |
| 3.4.2 模型预测结果与实验数据的对比 |
| 3.5 液相流动介质中井筒压力波传播主要影响因素分析 |
| 3.5.1 压力波角频率的影响 |
| 3.5.2 流体密度的影响 |
| 3.5.3 液相体积弹性模量的影响 |
| 3.5.4 流体黏度的影响 |
| 3.5.5 流体流速的影响 |
| 3.6 实例分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 气液两相流动介质中井筒压力波传播规律研究 |
| 4.1 工程难题中的科学问题 |
| 4.2 气液两相流动介质中井筒压力波传播和衰减机理分析 |
| 4.3 气液两相流动介质中压力波传播的数学模型 |
| 4.3.1 基本假设 |
| 4.3.2 基本控制方程 |
| 4.3.3 模型求解 |
| 4.3.4 模型关键参数的确定 |
| 4.4 模型预测结果与经典实验数据的比较 |
| 4.5 气液两相流动介质压力波传播和衰减实验研究 |
| 4.5.1 实验装置研制 |
| 4.5.2 泡沫流体优选 |
| 4.5.3 压力波波动形态及波速、衰减系数确定方法 |
| 4.5.4 实验结果与模型预测结果的比较 |
| 4.6 气液两相流动介质中井筒压力波传播主要影响因素分析 |
| 4.6.1 压力波角频率的影响 |
| 4.6.2 持气率的影响 |
| 4.6.3 系统压力的影响 |
| 4.6.4 温度的影响 |
| 4.7 实例分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 液固两相流动介质中井筒压力波传播规律研究 |
| 5.1 工程难题中的科学问题 |
| 5.2 液固两相流动介质中压力波传播和衰减机理分析 |
| 5.3 液固两相流动介质中压力波传播的数学模型 |
| 5.3.1 基本假设 |
| 5.3.2 基本控制方程 |
| 5.3.3 模型求解 |
| 5.4 数学模型的验证 |
| 5.5 液固两相流动介质中压力波传播主要影响因素分析 |
| 5.5.1 压力波角频率的影响 |
| 5.5.2 固相含量的影响 |
| 5.5.3 固相颗粒尺寸的影响 |
| 5.5.4 固相密度的影响 |
| 5.5.5 液固两相流体黏度的影响 |
| 5.6 实例分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 充气欠平衡钻井的随钻测量技术 |
| 6.1 随钻测量数据的传输方式 |
| 6.2 充气欠平衡钻井随钻测量的技术难点 |
| 6.3 充气钻井泥浆脉冲随钻测量复合改良工艺和措施的提出 |
| 6.4 现场试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 气体钻井钻遇裂缝产气的早期检测及预警技术 |
| 7.1 气体钻井钻遇裂缝产气的安全风险及预警难点分析 |
| 7.2 气体钻井钻遇裂缝产气早期检测及预警技术的提出 |
| 7.3 现场试验 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与建议 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及学术成果 |
| 一、攻读博士期间发表的学术论文 |
| 二、攻读博士期间申请的专利 |
| 三、攻读博士期间参与的科研项目 |
（10）虚拟质量力对酸性气体-钻井液两相流波速的影响（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 酸性气体-钻井液两相波速数学模型 |
| 2.1 基本方程 |
| 2.2 控制方程 |
| 3 压力波速模型的求解及验证 |
| 4 实例分析 |
| 4.1 空隙率的影响 |
| 4.2 压强的影响 |
| 4.3 扰动频率的影响 |
| 5 结论 |
四、相间作用对泡状流压力波传播特性的影响（论文参考文献）
- [1]气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算[D]. 张立胜. 武汉大学, 2020
- [2]井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究[D]. 屈俊波. 东北石油大学, 2019(01)
- [3]基于MWD压力波信号早期监测气侵技术研究[D]. 唐旭. 西南石油大学, 2019(06)
- [4]气液两相流管道泄漏声波产生机理及声源特性研究[D]. 纪健. 中国石油大学(华东), 2019(01)
- [5]大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究[D]. 史爽. 西南石油大学, 2018(06)
- [6]控压钻井回压压力波在井筒中传播的速度和时间规律[J]. 闫铁,屈俊波,孙晓峰,陈烨,潘一. 天然气工业, 2017(11)
- [7]井下声波早期气侵检测方法研究[D]. 张先涛. 西南石油大学, 2016(03)
- [8]基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究[D]. 孙庆明. 大连理工大学, 2015(03)
- [9]复杂流体介质条件下井筒压力波传播规律研究[D]. 李红涛. 西南石油大学, 2015(03)
- [10]虚拟质量力对酸性气体-钻井液两相流波速的影响[J]. 孔祥伟,林元华,邱伊婕,董龙. 计算力学学报, 2014(05)
标签：时间计算论文;