基于自相似模型的气井管柱中流体的近壁压力试验研究

作     者：刘铭刚 闫怡飞 谢巍 王建军 韩生超 杨秀娟 闫相祯 LIU Minggang;YAN Yifei;XIE Wei;WANG Jianjun;HAN Shengchao;YANG Xiujuan;YAN Xiangzhen

作者机构：中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国石油大学油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油大学机电工程学院山东青岛266580 华北油田采油工程研究院河北任丘062552 中国石油集团石油管工程技术研究院陕西西安710077 

基　　金：国家自然科学基金项目(51274231 51374228 U1262208) 中央高校基本科研业务费专项(15CX06067A) 国家油气重大专项(2016ZX05017-003-01) 中石油"十三五"基础课题(2016A-3905) 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2017年第41卷第2期

页      码：147-155页

摘      要：气井管柱内流体运动状态和近壁压力分布的确定对井筒安全和完整性评价有重要意义。从相似性原理出发设计气井管柱流体力学试验,通过尺寸比尺和流速控制实现模型与原型的几何相似和雷诺数自相似,采用试验和数值计算对气井造斜弯曲段管柱近壁压力进行对比研究,利用相对误差分析验证试验的可行性。结果表明:气井管柱室内流体试验满足雷诺数自相似下的几何相似条件;当取运动黏度为试验不变量时,管柱近壁压力的试验模拟结果与数值计算结果相比偏小,当试验压差为0~20 MPa时,近壁压力最大相对误差为4.12%,且压差越大,相对误差越小;随着生产压差(p_p=5~20 MPa)和油管内径(D=76.00~157.08 mm)的增大,管柱整体近壁压力和沿程压力降增大;造斜弯曲段流入端的局部压程比随油管内径增大而增大,流出端规律相反。满足几何相似和雷诺自相似条件的管柱流体试验是气井管柱近壁压力研究的有效手段。

主 题 词：管柱 流体试验 近壁压力 相似理论 储气库 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 0820[工学-航空航天类] 0817[工学-轻工类] 0818[工学-交通运输类] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0827[工学-食品科学与工程类] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0814[工学-地质类] 082002[082002] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1673-5005.2017.02.018

馆 藏 号：203225505...