Исследования по выбору экрана для контроля песка – Часть 2
апрель 22, 2023
Исследования по выбору экрана для контроля песка – Часть 4
апрель 22, 2023
Исследование выбора экрана контроля песка – Часть 3
Команда Model Alternative из научных кругов и промышленности провела обзор последних достижений в области экранного тестирования., интерпретация и моделирование для приложений SAS. На основании его выводов, команда предложила метод выбора экрана, основанный на числовых и аналитических моделях, проверенных лабораторными испытаниями. Основная цель этого метода — устранить или уменьшить количество физических SRT, которые необходимо выполнить при выборе размера и типа экрана. для данного приложения и лучше понять науку о задержании песка.
В исследовании использовалось численное моделирование SRT, которое сопоставляло экспериментальные данные, чтобы помочь команде понять и связать комбинации PSD-экранов, а также сопоставить вынос песка с PSD пластового песка до тех пор, пока вынос песка не прекратится или не ограничится мелкой фракцией.9 Команда сначала изучила WWS., которые имеют более простую геометрию, чем у других типов экранов, и выполнили моделирование с использованием метода дискретных элементов (К). Эта численная модель описывает механическое поведение, такие как масса,
Тем временем 5. Моделирование испытаний пескоудерживающей способности с использованием метода дискретных элементов (К). Использование ЦМР, ученые отслеживают информацию, такую как масса, скорость, сила и импульс каждой частицы в расчетной области, или коробка имитации (оставил). Исследователи использовали ЦМР и симулятор молекулярной динамики для моделирования производительности в эксперименте по расфасовке путем создания упаковки из полидисперсных гранулированных сфер. (разноцветные шары) по геометрии экрана с проволочной обмоткой (синий слой) а затем пропуская жидкость через пакет. Индивидуальный размер и количество частиц каждого размера были получены из измеренного гранулометрического состава образца пластового песка, использованного для соответствующего эксперимента.. Затем было использовано моделирование методом дискретных элементов для расчета массы песка, произведенного на единицу площади сита для различных размеров сита и распределения частиц по размерам.. Ближе к концу полидисперсного моделирования, который требовал 24 часов в 48-процессорном сетевом кластере, частицы песка (верно, зеленый, фиолетовый, коричневый, синий и белый) мост через проемы экрана (розовый)
Тем временем 6. Определение массы добытого песка и гранулометрического состава всего пласта. Мондал-Шарма (РС) метод использует корреляцию между количеством частиц диаметром Dp, прошедших через щель сита шириной, W. Количество частиц каждого диаметра, прошедших через сито, подсчитывают и наносят на график в зависимости от Dp/W при каждом моделировании. (Топ). В этом случае, PSD пласта A и B были распределены по пяти размерам бинов каждый. (нижний, пунктирные линии) для создания числовых распределений размеров (от D1A до D5A и от D1B до D5B) используется для заполнения поля моделирования (нижний). (Адаптировано из Mondal et al., Ссылка 9.)
Тем временем 7. Распределение частиц по размерам (PSD) удержанного и добытого пластового песка. PSD первого слоя песка, оставшегося на сите (красный) имеет ожидаемое распределение частиц песка шириной больше размера щели. PSD второго слоя (зеленый) приближается к пластовому песку (синий). Поскольку размеры частиц, удерживаемых на втором слое, определяются размерами пор первого слоя., удержанные частицы в конечном итоге будут иметь ту же плотность плотности и проницаемость, что и пластовый песок.. (Адаптировано из Chanpura et al., Ссылка 13.)
для образования стабильных мостиков частиц, тогда как наиболее важным параметром, влияющим на количество образующихся частиц песка, является отношение ширины щели к диаметру частиц.. Фигура, высокая вязкость жидкости и низкие градиенты давления облегчают связывание частиц; повышенное давление жидкости увеличивает образование частиц, когда градиенты давления составляют примерно 2.3 МПа/м [100 фунтов на квадратный дюйм / фут]. При более высоких градиентах, Однако, такой зависимости нет. При построении результатов модели DEM, команда наблюдала степенную зависимость. Эта зависимость была подтверждена построением экспериментальных данных., который показал отличное согласие и последовательные тенденции между модельными и экспериментальными результатами..
На основании этого вновь установленного соотношения, команда разработала Mondal-Sharma (РС) метод, который использует количество и размер произведенных твердых частиц для оценки массы произведенного песка (Тем временем 6).
При сравнении расчетной массы песка, полученной методом М-С, с массой песка, полученной в опытах, хорошее совпадение было найдено. Метод М-С, который использует результаты моделирования ЦМР для разработки простой корреляции, можно использовать для оценки массы добытого песка без моделирования ЦМР для всех возможных комбинаций песка и сита. (ПСМ) экраны, достижение почти таких же результатов. Некоторые выводы из моделирования WWS и PSM включали следующее::• Моделирование позволяет оценить массу песка, произведенного для данной плотности плотности и размера сита. • Результаты моделирования полностью согласуются с результатами тщательно контролируемых экспериментов с расфасовкой. • Моделирование показывает, что масса песка, произведенного на единицу площади сита и на единицу площадь проходного сечения больше для однослойных PSM, чем для щелевой геометрии того же номинала и соответствующей стандартной площади проходного сечения. • Моделирование показывает, что отношение толщины проволоки к размеру отверстия, по-видимому, является ключевым фактором, способствующим увеличению масса добычи песка из однослойных ПСМ.
12Затем исследователи обратили свое внимание на аналитические решения и моделирование Монте-Карло для прогнозирования выноса песка через WWS и фильтры PSM в условиях испытаний шлама.. Их результаты показали, что аналитическое решение и численное моделирование прекрасно согласуются.. Команда показала, что предложенные ею методы позволяют оценить как массу, так и распределение по размерам образующегося твердого вещества в SRT типа суспензии., с учетом полной СП пластового песка. Моделирование также показало, что, за исключением проблемы мобильных штрафов, образование песка становится незначительным после того, как отверстие щели было покрыто частицами крупнее отверстия (Тем временем 7).
Как и в случае моделирования СРЦ расфасованного типа, предложенные методы могут быть использованы для оценки выноса песка в шламовых СРЦ при различных размерах грохотов., тем самым позволяя выбирать размер экрана на основе приемлемого уровня производства песка. Окончательный выбор грохота затем может быть подтвержден с помощью SRT суспензионного типа.13 Результаты показали, что более 90% общего производства песка по массе происходит во время образования первого слоя частиц на сите, и что PSD удержанного песка приближается к PSD пластового песка после накопления нескольких слоев песка на сите.. Результаты также показали, что масса песка, образующегося при формировании первого слоя частиц на сите, не зависит от формы PSD для зерен, меньших размера апертуры и пор, и определяется формой
