| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-28页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 研究背景与意义 | 第12-15页 |
| 1.2.1 钻井液离心机概述 | 第12-13页 |
| 1.2.2 研究背景 | 第13页 |
| 1.2.3 钻井液离心机面临的问题 | 第13-15页 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 | 第15-23页 |
| 1.3.1 国内外离心机产品发展现状 | 第16-18页 |
| 1.3.2 离心机研究现状 | 第18-23页 |
| 1.4 介质为非牛顿流体的离心机流场研究 | 第23页 |
| 1.5 研究目的与意义 | 第23-24页 |
| 1.6 研究内容、技术路线与创新点 | 第24-28页 |
| 1.6.1 主要研究内容 | 第24-26页 |
| 1.6.2 技术路线 | 第26-27页 |
| 1.6.3 主要创新点 | 第27-28页 |
| 第2章 介质为牛顿流体时离心机流场数值模拟研究 | 第28-49页 |
| 2.1 钻井液离心机分离效率实验 | 第28-32页 |
| 2.1.1 实验方案 | 第28-30页 |
| 2.1.2 实验结果与分析 | 第30-32页 |
| 2.2 介质为牛顿流体时离心机流场数值模拟 | 第32-35页 |
| 2.2.1 钻井液离心机几何模型 | 第32页 |
| 2.2.2 离心机网格划分 | 第32-33页 |
| 2.2.3 求解策略、材料及边界条件设置 | 第33-35页 |
| 2.3 数值模拟结果分析与验证 | 第35-40页 |
| 2.3.1 分离效率分析与验证 | 第35-37页 |
| 2.3.2 转鼓中液相周向速度验证 | 第37-40页 |
| 2.4 转速差对离心机流场影响机理研究 | 第40-47页 |
| 2.4.1 转速差对固液分离过程的影响 | 第41-43页 |
| 2.4.2 转速差对速度场的影响 | 第43-45页 |
| 2.4.3 转速差对湍流特性的影响 | 第45-47页 |
| 2.5 本章小结 | 第47-49页 |
| 第3章 钻井液离心机沉降模型及牛顿流体分离效率研究 | 第49-69页 |
| 3.1 钻井液离心机沉降模型 | 第49-52页 |
| 3.1.1 假设 | 第49页 |
| 3.1.2 沉降模型概述 | 第49-52页 |
| 3.2 固相颗粒沉降轨迹研究 | 第52-55页 |
| 3.2.1 液相流体动力学研究 | 第52-54页 |
| 3.2.2 固相颗粒在离心力场中沉降速度分析 | 第54-55页 |
| 3.3 初始沉降位置分析 | 第55-58页 |
| 3.4 钻井液离心机捕集效率研究 | 第58-61页 |
| 3.4.1 捕集效率理论计算方法研究 | 第58-59页 |
| 3.4.2 适用性分析 | 第59-61页 |
| 3.5 钻井液离心机捕集效率修正因子研究 | 第61-66页 |
| 3.5.1 Ar≤28.8时捕集效率修正因子 | 第63-64页 |
| 3.5.2 28.8 | 第64-65页 |
| 3.5.3 Ar>57600时捕集效率修正因子 | 第65-66页 |
| 3.6 离心机分离效率研究 | 第66-67页 |
| 3.6.1 分离效率计算 | 第66页 |
| 3.6.2 实验验证 | 第66-67页 |
| 3.7 本章小结 | 第67-69页 |
| 第4章 介质为非牛顿流体时离心机流场数值模拟研究 | 第69-93页 |
| 4.1 现场用于离心机分离作业的钻井液流变模式 | 第69-70页 |
| 4.2 介质为非牛顿流体的离心机数值模拟结果分析与验证 | 第70-74页 |
| 4.2.1 非牛顿流体为介质的离心机数值模拟方法 | 第70页 |
| 4.2.2 现场实验 | 第70-73页 |
| 4.2.3 分离效率数值模拟结果分析与验证 | 第73-74页 |
| 4.3 牛顿流体与非牛顿流体对离心机流场影响对比研究 | 第74-81页 |
| 4.3.1 材料及边界条件设置 | 第74-75页 |
| 4.3.2 速度场对比分析 | 第75-77页 |
| 4.3.3 固相分布对比分析 | 第77-78页 |
| 4.3.4 剪切速率分布对比分析 | 第78-79页 |
| 4.3.5 粘度分布对比分析 | 第79-81页 |
| 4.3.6 湍流粘度对比分析 | 第81页 |
| 4.4 非牛顿流体(幂律模型)流变参数对流场影响机理研究 | 第81-92页 |
| 4.4.1 稠度系数对离心机内流特性的影响 | 第82-88页 |
| 4.4.2 流性指数对离心机内流特性的影响 | 第88-92页 |
| 4.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 第5章 离心机非牛顿流体(幂律模型)流场理论研究 | 第93-117页 |
| 5.1 离心机内幂律流体动力学研究 | 第93-101页 |
| 5.1.1 假设 | 第93页 |
| 5.1.2 基本方程 | 第93-95页 |
| 5.1.3 幂律流体在钻井液离心机转鼓内的流动 | 第95-100页 |
| 5.1.4 牛顿流体和幂律流体速度对比分析 | 第100-101页 |
| 5.2 介质为非牛顿流体时颗粒在离心力场中沉降运动分析 | 第101-105页 |
| 5.2.1 颗粒在离心力场中受力分析 | 第101-102页 |
| 5.2.2 颗粒在幂律流体中沉降的阻力与阻力系数研究 | 第102-103页 |
| 5.2.3 颗粒在离心力场中自由沉降速度分析 | 第103-104页 |
| 5.2.4 颗粒在离心力场中干涉沉降速度分析 | 第104-105页 |
| 5.3 介质为非牛顿流体(幂律模型)时离心机捕集效率研究 | 第105-111页 |
| 5.3.1 介质为幂律流体时固相颗粒沉降轨迹 | 第105页 |
| 5.3.2 介质为幂律流体时捕集效率研究 | 第105-111页 |
| 5.4 非牛顿流体(幂律模型)捕集效率修正因子研究 | 第111-114页 |
| 5.4.1 Re_(tn)≤3时捕集效率修正因子 | 第112-114页 |
5.4.2 3| 第114页 | |
| 5.4.3 Re_(tn)>300时捕集效率修正因子 | 第114页 |
| 5.5 分离效率研究与实验验证 | 第114-115页 |
| 5.6 本章小结 | 第115-117页 |
| 第6章 离心机分离性能预测及操作参数优化软件 | 第117-137页 |
| 6.1 钻井液离心机分离性能预测软件 | 第117-122页 |
| 6.1.1 牛顿流体分离性能预测 | 第118-120页 |
| 6.1.2 幂律流体捕集效率、分离效率预测 | 第120-122页 |
| 6.2 钻井液离心机操作参数优化的数学模型 | 第122-126页 |
| 6.2.1 设计变量 | 第122页 |
| 6.2.2 目标函数 | 第122-126页 |
| 6.2.3 约束条件 | 第126页 |
| 6.3 钻井液离心机操作参数优化软件 | 第126-133页 |
| 6.3.1 软件设计 | 第127-129页 |
| 6.3.2 钻井液离心机优化软件计算示例及验证 | 第129-133页 |
| 6.4 特征参数对优化结果影响分析 | 第133-135页 |
| 6.4.1 钻井液密度对优化结果影响分析 | 第133页 |
| 6.4.2 固相密度对优化结果影响分析 | 第133-134页 |
| 6.4.3 粘度对优化结果影响分析 | 第134页 |
| 6.4.4 进料固相含量对优化结果影响分析 | 第134-135页 |
| 6.4.5 目标分离效率对优化结果影响分析 | 第135页 |
| 6.5 本章小结 | 第135-137页 |
| 第7章 结论与展望 | 第137-140页 |
| 7.1 本文主要工作总结 | 第137-138页 |
| 7.2 展望 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
| 参考文献 | 第141-147页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 | 第147页 |
