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燃爆压裂中压挡液柱运动规律的动力学模型
  • ISSN号:1001-1455
  • 期刊名称:《爆炸与冲击》
  • 时间:0
  • 分类:O389[理学—流体力学;理学—力学] TE357.2[石油与天然气工程—油气田开发工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学石油工程学院,山东东营257061
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50774091); 国家西部开发科技行动计划重大科技攻关项目(2005BA901A13)
中文摘要:

针对燃爆压裂过程中压挡液柱受冲击运动机理的复杂性,假设火药燃气与压挡液柱存在完全气液接触界面,采用拉格朗日的微元分析方法,建立了由连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程组成的压挡液柱运动规律动力学模型,并给出了该模型与火药燃爆模型的耦合数值解法。经程序编制和实例计算表明,在综合考虑火药燃气对液柱的宏观推动作用、冲击压缩作用、液柱自身的动能分布及管壁对其摩擦阻力的影响后,火药燃烧过程中气液界面上升高度有限(实例计算不足0.1m),可起到很好的持压作用;但全过程中最高液柱位移较大(18.9m),水力振荡增效作用明显。研究成果对提高燃爆压裂的数值模拟精度具有一定促进作用。

英文摘要:

According to the kinematical mechanism complexity of the impacted pressurized liquid column in the high energy gas fracturing process,we assumes that the completely contacted gas liquid interface exits.Then by using a Lagrange analytical method for studying a random liquid across-section,a dynamic model of the pressurized liquid column movement law is set up,which comprises continuity equation,momentum conservative equation and energy conservative equation.Based on the pressure and volume conservation during the process of powder conflagration and pressurized liquid column movement,a coupling numerical method for describing the gas-liquid interface movement law is established.Example calculations show that when considering the macroscopical propel and impact compression on the pressurized liquid column caused by deflagration,dynamic energy distribution of the liquid distribution and pipe column friction resistance,the interface ascending height is limited(less than 0.1 m in the example conditions).This illustrates that pressurized liquid column has a good function of backing pressure.But in fact,in the fracturing process,the interface can reach a higher position(18.9 m),which shows that in the later process,hydraulic oscillation produces an obvious synergistic effect.

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期刊信息
  • 《爆炸与冲击》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会 四川省力学学会 中物院流体物理研究所
  • 主编:刘仓理
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:bzycj@caep.ac.cn
  • 电话:0816-2486197
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-1455
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1148/O3
  • 邮发代号:62-131
  • 获奖情况:
  • 力学类、武器工业类核心期刊,《EI》、《CA》收录的科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9112