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煤层气井煤粉颗粒在有杆排采泵筒内固液两相流中的流动特征是埋泵、卡泵和凡尔漏现象的重要因素。基于泵筒中液体携煤粉的运动学和动力学分析,建立了泵筒中液体流动和煤粉运移的计算模型,并依据仿真分析得到不同排液量和煤粉粒径时,煤粉在泵筒内的运移特征。结果表明,泵筒中的煤粉运移与液体流动特征相近,煤粉运移速度正负的分界点随排液量的增大而逐渐扩大,煤粉排出量也随之不断提升。泵筒中液体携煤粉在泵筒入口附近发生湍流,并在固定阀阀孔两侧由于涡流而发生煤粉沉淀,而在泵筒内部固液两相流动则变为层流运动。两相流进泵速度较低或煤粉粒径较大时,泵入口附近开始出现煤粉沉淀,煤粉运移速度损失较小。该研究首次系统分析煤层气井泵筒内煤粉流动特征,为防煤粉有杆泵的设计及其排采作业方法提供了重要依据。 相似文献
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研究了3种苏皖凹凸棒石粘土水悬浮液的流变性,讨论了矿物种类、粘土颗粒大小、NaCl浓度、pH值、电解质类型、分散剂添加量等影响因素对于凹凸棒石粘土水悬浮液流变性的影响,并用卡森模型对3种凹土流型曲线进行了拟合.结果表明,不同凹土中含有少量不同杂质对流变性能影响不大;经过挤压的土样粘度明显大于原矿粉碎的样品;粘土颗粒大小、溶液pH值、电解质类型、分散剂均会较大程度的影响凹土悬浮液的流变性能,其中分散剂的降粘效果最为明显;而NaCl的浓度增加对凹土悬浮液流变性影响则很小. 相似文献
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基于煤层气井产出煤粉浓度的现场连续监测,采用煤粉浓度监测仪、激光粒度测试仪、反射偏光显微镜、X射线衍射、电子扫描电镜带X射线能谱仪,研究了临汾区块煤层气井排采过程中产出煤粉的浓度、粒度、成分和表面特征,分析了煤粉特征的影响因素,探讨了煤粉产出机理。结果表明,临汾区块平均煤粉浓度随排采阶段的变化趋势是排水降压阶段<憋压排采阶段<气水合采阶段;不同开发层段产出的煤粉浓度变化趋势是单采5号煤<合采5号和8号煤<合采（4+5）号、（8+9）号煤。煤粉颗粒粒径分布范围广,为0.5~1 000 μm,多集中在100 μm以下。煤粉成分以无机矿物和镜质组为主,无机矿物以硬石膏、黄铁矿和伊利石为主。将煤粉颗粒分为光滑表面和粗糙表面两种,光滑表面的煤粉颗粒以C元素为主,粗糙表面的煤粉颗粒以Fe、S、O元素为主。煤粉产出与煤中矿物含量、镜质组含量以及构造煤发育程度和排采阶段有关。 相似文献
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在煤层气开发过程中，煤粉聚集及沉降会堵塞煤层气运移通道及导致卡泵、埋泵等事故。为了查明不同粒度煤粉的聚集及沉降特征，选取粒度>140目（<106 μm）、>70~140目（106~<212 μm）和>50~70目（212~<300 μm）3种粒度范围的煤粉，开展了在去离子水中煤粉的聚集及沉降实验，从煤粉聚集及沉降特征观察、悬浮液中煤粉含量及煤粉粒度分布探究不同粒度煤粉在去离子水悬浮液中的聚集及沉降特征。结果表明，随着静置时间的增加，各粒度煤粉悬浮液的颜色均不同程度地变浅，逐渐出现分层，其中，粒度>140目的煤粉悬浮液最先出现分层。煤粉粒度越小，煤粉悬浮液顶部漂浮的煤粉量越多；煤粉粒度越大，其下沉到煤粉悬浮液底部的煤粉量越多。不同粒度煤粉悬浮溶液中煤粉含量均随着静置时间的增加呈现不同程度的降低，在停止搅拌后3 min内，煤粉含量下降最快，粒度为>70~140目的煤粉悬浮液中煤粉含量最大。根据不同粒度煤粉悬浮液中煤粉粒度分布曲线，将煤粉聚集及沉降过程分为3个阶段:单峰变双峰阶段（煤粉快速上浮及沉降）、双峰变单峰阶段（煤粉快速聚集及沉降）和单峰阶段（煤粉缓慢沉降）。粒度>140目的煤粉在悬浮液中最先达到缓慢沉降阶段，粒度>70~140目的煤粉在悬浮液中最后到达缓慢沉降阶段。从煤粉的受力、扩展的DLVO理论及煤粉的有机分子结构方面探讨了煤粉聚集沉降的机理:煤样含有大量的脂肪烃和芳香烃等疏水性基团，疏水性强，润湿性低；随着煤粉粒度的减小，其比表面积显著增大，煤粉表面吸附大量空气，形成气膜；同时，煤粉颗粒间相互吸附聚集，内部形成很多微孔隙，导致粒度小的煤粉易聚集漂浮在悬浮液面上。实验得到的不同粒度煤粉的上浮、下沉及悬浮情况，为后期煤层气开发中煤粉管控措施提供依据。 相似文献
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大量低产低效井严重阻碍我国煤层气产业发展,其中,煤粉沉降导致的裂缝堵塞、管柱结块是气井稳产时间短、产气量降低甚至不产气的重要因素。系统梳理国内外煤层气井产出煤粉物质组成、生成机理、悬浮运移和产出控制等研究最新进展,总结煤粉凝聚–沉降及分散行为控制机理及关键问题,提出研究展望。煤粉问题伴随煤层气勘探开发全过程,涉及地质选区评价、工程压裂施工和排采管理控制的各个方面。煤粉包括因煤体结构破坏生成的原生煤粉和工程施工形成的次生煤粉,在气井产出中以有机碎屑和黏土矿物组成的混合物为主,部分样品黏土矿物含量高。煤粉悬浮运移受控于储层条件下煤岩结构和表面性质、nm~μm级煤粉颗粒的相互作用、有机质和黏土矿物的作用、通道内的气水流动等因素。煤粉能够适度稳定产出是排采管控的关键,涉及地层水环境对煤粉表面润湿性、表面电性和空间位阻效应的影响及作用机制,以及分散剂离子加入对煤层气的解吸和渗流能力影响等。围绕煤粉“黏附–润湿–凝聚–沉降全过程开展实验模拟”和“煤粉分散稳定性优化及流动实验”研究,以及煤粉理化性质精细表征、凝聚沉降机理分析和分散行为界定,提出适合煤粉稳定运移控制的流速,形成保持煤粉悬浮产出的基础性依据,为保障煤层气–水–煤粉稳定高效产出提供理论和技术支撑。 相似文献
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利用激光粒度仪测试超细煤粉的粒度。对测试超细煤粉试样粒度时的试样浓度、测试温度、分散时间、分散剂的种类及浓度等方面的影响进行了实验研究，给出了激光粒度仪测试超细煤粉粒度的最佳实验条件。 相似文献
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煤层气压裂返排过程中产出的煤粉影响煤层气解吸运移,易造成煤层渗透率的永久伤害,降低气井产气量。采用自主研发的压裂液裂缝返排实验装置,模拟一定煤粉粒径配比关系下,采用不同的排采制度和不同外加液体,研究裂缝中煤粉的运移规律,测定煤粉和支撑剂被携带出的临界流量和煤粉返排效率,揭示煤粉运移与流体流速、外加液体关系的变化规律。研究表明:清水不能润湿煤粉,煤粉悬浮剂能较好润湿煤粉;煤粉含量越大,流出率越低;煤粉流出量随时间变化满足幂函数递减规律;变排量排采可以增大煤粉的返排效率。 相似文献
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石油污染地下水取样方式对比试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了获取取样方式对石油类污染物浓度影响的实证数据,笔者在华北平原一口石油污染的监测井内,开展了不洗井与洗井、不同取样器具采集地下水样品的对比试验研究。试验结果表明：洗井会减小不同取样器具造成的污染物浓度差异程度;采用手动惯性泵和小提桶采集的水样浓度普遍较高,而用低流速气囊泵采集的水样浓度普遍较低,浓度最大可相差40倍,平均为5倍。采用不同取样方式造成污染物浓度差异的主要原因可能是轻质石油物在水中的比重分异,以及取水影响范围内污染物在井管内、砾料层内和含水层内分布不均造成。试验结果提醒我们,在采集石油类污染地下水样品时,洗井是一道必不可少的野外工作程序,采用不同取样器具会对污染物浓度产生较大影响。因此,在进行地下水质量评价、污染风险评价以及地下水污染修复效果评估时,应考虑这种不确定性。 相似文献
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Subrata Kumar Majumder Kamal ChandnaDhiren Sankar De Gautam Kundu 《International Journal of Mineral Processing》2006
Experiments were carried out to investigate the rheological properties of coal–oil–water suspension containing solids of different sizes. Two different coal samples with mean particle sizes of 120 mesh, 175 mesh and 220 mesh were used. The coal concentration was varied from 5% to 25% by weight. Sodium silicate has been used as an additive to study the behavior of the variation of average viscosity of the suspension. A generalized correlation has been developed to predict the average viscosity of suspension in terms of particle diameter of the coal, concentration of coal, viscosity of the suspending medium and the concentration of water. Experimental investigations revealed that coal–oil–water suspensions show an increase in the viscosity with decrease in coal size but with the addition of an additive, the average viscosity tends to decrease initially up to a certain optimum dosages and thereafter it increases with further addition of additives. Two empirical correlations are proposed for average viscosity of the coal–oil–water suspension, μsL in terms of physical properties of the solid and viscosity of the suspending medium with and without additives. 相似文献
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煤粉问题是制约煤层气连续稳定排采的关键因素之一。以韩城煤层气区块为研究区,采用煤层气井现场监测、实验测试分析、物理模拟实验、现场工程应用相结合的方法,从煤粉产出的影响因素及成因、煤粉产出规律及管控措施方面,开展了煤粉产出机理及管控措施的系统研究。研究结果表明:影响煤粉产出的因素分为煤储层物性静态地质因素与煤层气开发动态工程因素两类。指出了不同煤体结构煤产出煤粉的倾向性及特征不同。碎粒煤和糜棱煤产出的煤粉体积分数高,产出煤粉量大。产出煤粉的成分以无机矿物和镜质组为主。在煤层气不同排采阶段,产出煤粉的体积分数和粒度特征具有明显的阶段性变化。在煤粉产出机理研究的基础上,结合煤层气井生产实践,从地质预防、储层改造、设备优选、生产预警、排采控制和工艺治理方面,提出了一套煤粉管控措施体系。应用于韩城区块煤层气井的煤粉管控,取得了良好效果。 相似文献
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为研究双管定向钻进技术中套管、套管钻头尺寸及套管转速对煤粉排出的影响,以碎软煤层气动双管定向钻进成孔为背景,分别设计了3种不同尺寸的套管及套管钻头,分析了其不同组合下煤粉排出率及煤粉出口速度的变化,得到了不同转速对煤粉悬浮率及煤粉输送轨迹的影响规律。数值模拟结果表明,?120/96 mm套管与不同套管钻头配合均有较高的煤粉排出率;煤粉输送速度随环空通道总截面积的增大而减小,随内通道截面积的增大而增大;煤粉悬浮程度随套管转速的增加先增大后减小。基于数值分析结果开展了现场试验,对不同套管组合携粉能力及套管转速变化对煤粉排出的影响进行了对比分析,试验表明:?140 mm套管钻头与?120/96 mm套管组合在套管40 r/min转速时取得最大钻进深度。研究结果为碎软煤层双管定向钻进参数的选择以及钻进设备的选配和研发提供技术借鉴。 相似文献
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Uniform and dispersed halloysite nanotubes (HNTs) were obtained using sodium dodecyl sulfate (SDS) to disperse the halloysite suspension. The dispersed HNTs were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope, energy-dispersive spectrometry, transmission electron microscope, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetry–differential scanning calorimetry and zeta potential. The results indicated that SDS was adsorbed and scattered on the HNTs, which could enhance the stability and dispersibility of suspension by the electrostatic effect. The zeta potential of dispersed HNTs became larger than that of the raw within the pH ranging from 2.5 to 11.9, which reached ?31 mV at pH around 8 when the concentration of SDS was 1.22 g/L. The diameter of dispersed HNTs ranged from 0.6 to 1.2 μm. A corresponding dispersive mechanism was investigated. 相似文献
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在反滤系统渗透稳定性的研究中,提出采用数码显微镜和图像分析软件测定渗透流失土颗粒级配的方法。该法可对渗透流失的少量土颗粒进行级配分析,测定成本低,但对取样要求较高。针对所用的粉土,采用异丙醇作为分散剂,颗粒浓度取4 g/L,可获得良好的测定效果。与比重计法测定结果的对比分析表明,显微图像分析法是可靠的。误差分析表明,对于扁平不规则的土颗粒,显微图像分析法测定的级配曲线粒度偏大,细颗粒产率偏低,而比重计法则相反。显微图象分析法可为反滤系统渗透稳定性研究提供有效的手段。 相似文献
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The influences of solids concentration, molecular weight of dispersant, particle size and distribution, and temperature on the rheological behaviour of limestone slurries have been investigated. The results reveal that when the solids concentration of a limestone slurry (< 100 μm) is increased from 60 wt.% (35.71 vol.%) to 78.5 wt.% (57.49 vol.%), the rheological behaviour of the slurry is transformed from a weakly dilatant characteristic to a pseudoplastic one with a yield stress, which is in combination with a thixotropic property at a higher solids concentration (i.e., ≥ 75 wt.% or 52.63 vol.%). At a certain shear rate, the apparent viscosity and the relative viscosity of the slurry increase exponentially with solids concentration. The extrapolated Bingham yield stress increases rather sharply in a power-law form with increasing solids concentration when the solids concentration of the slurry is larger than 70 wt.% (i.e., 46.36 vol.%). An attainable maximum packing solids fraction (?m) is predicted as ?m = 64.6 vol.% at the certain limestone–water suspension system. A polymeric dispersant named Dispersant S40 with a molecular weight of 5500 appears most effective for the reduction of the apparent viscosity of limestone slurry due to its good electrosteric stabilization and effective avoidance of depletion flocculation. The smaller the particle size and the narrower the size distribution, the more evident the pseudoplastic property of limestone slurry is with a larger yield stress and a larger apparent viscosity at a given shear rate in the range of 12 to 1200 s− 1. Also, a statistic model describes a relationship between the particle size and distribution and the apparent viscosity of the slurries at a given solids concentration (i.e., 70 wt.% or 46.36 vol.%). However, a sufficient additive dosage of Dispersant S40 (i.e., ≥ 0.1 wt.%) significantly decreases or even eliminates the rheological differences of limestone slurries (apparent viscosities and extrapolated yield stresses) resulting from the difference in particle size and distribution. Besides, the apparent viscosity of limestone slurries decreases with increasing temperature in the range of 13 to 55 °C, regardless of the absence or the presence of Dispersant S40. 相似文献
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铝类絮凝剂对细颗粒泥沙絮凝沉降有重要作用,常应用于浑水澄清、农业污水处理等研究中。在AlCl3浓度为0～1.7mmol/L,泥沙浓度为10g/L时,用吸管法研究了AlCl3对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响,结果表明:在液面下同一深度,泥沙浓度随时间呈指数衰减;悬液经多次搅拌后再沉降,其沉速减缓;当AlCl3浓度为0.9～1.7mmol/L时,出现明显的清浑水交界面,交界面随时间等速下降,平均沉速为4.756cm/min,对应的絮团平均粒径为0.0315mm;土娄土絮凝临界粒径为0.027mm。 相似文献