高压模拟井筒加温系统设计与研究

发布时间：2024-05-23 05:23

　　本文设计了一套高压模拟井筒加温系统,与加压系统结合使用,能够模拟井下高温高压射孔环境,为研究射孔器材在高温高压条件下的射孔效能提供了技术平台。研究了加温装置的传热过程和控制算法,为模拟井筒加温实验工程的合理控制提供理论支持。简述了论文的研究背景及意义,阐述了模拟井筒加温加压系统国内外发展现状,提出了论文的研究内容。分析了加温系统的加热方式和控制方法,提出了高压模拟井筒加温系统总体设计方案。运用传热学基础理论知识,分析了高压模拟井筒传热过程,并建立加温系统温度场计算模型。由于采用解析法进行求解计算比较困难,采用了差分解法将温度模型离散化,得到了温度场离散化模型。使用计算机对离散模型进行了仿真计算,获得了加温装置在不同炉温、不同工作介质条件下的温度变化曲线,分析了加温装置内部温度场分布情况。从炉体、加热元件和风循环系统三个方面进行分析与设计,研制了高压模拟井筒加温装置。完成了炉膛尺寸确定、炉衬的结构设计、保温材料厚度计算、加热元件的选取及安装方式和炉壳设计,确定了加温装置的主要技术参数。分析了加温控制系统的控制原理,设计了加温控制流程。研制了加温控制系统,硬件部分包括电气控制单元和数据采集...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.3高温高压釜体传热模型

沿半径方向变化，这时釜体传热过程则可以认为是一维空间的传热问题。采用一维圆柱体非稳态传热方程描述高温高压釜体传热，采用圆柱坐标系描述，釜体传热模型如图3.3所示。123456781-加热炉外壁2-保温层3-加热炉内壁4-电热元件5-炉腔空气夹层6-釜体7-....

图3.7炉温400℃釜体与空气的加热过程温度分布

（1）探究炉膛温度及釜内工作介质对高温高压釜内温度场的影响将井式加热炉炉膛温度设置为800℃、700℃、600℃、500℃、400℃和300℃，釜作介质分别为空气、水和导热油时，利用离散化的高压模拟井筒温度计算模型，代3-1中的参数数值，进行仿真计算，得到加热过程分布图，....

图3.8炉温400℃釜体与水的加热过程温度分布

图3.8炉温400℃釜体与水的加热过程温度分布0时间/h5101520度温/℃400300200100051015202530

图3.9炉温400℃釜体与导热油的加热过程温度分布

25通过不同炉膛温度和不同温度介质的加温过程的温度曲线可以看出，对于釜内同种作介质来说，随着时间的推移，外部温度与中心温度都呈上升的趋势，温度起初有一延迟性，这是由于温度系统具有滞后性；前期釜内温度升温速度较快，温度大幅度上，但经过一段时间后，后升温速度逐渐变缓，并缓慢接近井式加....

本文编号：3981063