本文設計了一套高壓模擬井筒加溫系統(tǒng),與加壓系統(tǒng)結合使用,能夠模擬井下高溫高壓射孔環(huán)境,為研究射孔器材在高溫高壓條件下的射孔效能提供了技術平臺。研究了加溫裝置的傳熱過程和控制算法,為模擬井筒加溫實驗工程的合理控制提供理論支持。簡述了論文的研究背景及意義,闡述了模擬井筒加溫加壓系統(tǒng)國內外發(fā)展現(xiàn)狀,提出了論文的研究內容。分析了加溫系統(tǒng)的加熱方式和控制方法,提出了高壓模擬井筒加溫系統(tǒng)總體設計方案。運用傳熱學基礎理論知識,分析了高壓模擬井筒傳熱過程,并建立加溫系統(tǒng)溫度場計算模型。由于采用解析法進行求解計算比較困難,采用了差分解法將溫度模型離散化,得到了溫度場離散化模型。使用計算機對離散模型進行了仿真計算,獲得了加溫裝置在不同爐溫、不同工作介質條件下的溫度變化曲線,分析了加溫裝置內部溫度場分布情況。從爐體、加熱元件和風循環(huán)系統(tǒng)三個方面進行分析與設計,研制了高壓模擬井筒加溫裝置。完成了爐膛尺寸確定、爐襯的結構設計、保溫材料厚度計算、加熱元件的選取及安裝方式和爐殼設計,確定了加溫裝置的主要技術參數(shù)。分析了加溫控制系統(tǒng)的控制原理,設計了加溫控制流程。研制了加溫控制系統(tǒng),硬件部分包括電氣控制單元和數(shù)據采集...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.3高溫高壓釜體傳熱模型

沿半徑方向變化，這時釜體傳熱過程則可以認為是一維空間的傳熱問題。采用一維圓柱體非穩(wěn)態(tài)傳熱方程描述高溫高壓釜體傳熱，采用圓柱坐標系描述，釜體傳熱模型如圖3.3所示。123456781-加熱爐外壁2-保溫層3-加熱爐內壁4-電熱元件5-爐腔空氣夾層6-釜體7-....

圖3.7爐溫400℃釜體與空氣的加熱過程溫度分布

（1）探究爐膛溫度及釜內工作介質對高溫高壓釜內溫度場的影響將井式加熱爐爐膛溫度設置為800℃、700℃、600℃、500℃、400℃和300℃，釜作介質分別為空氣、水和導熱油時，利用離散化的高壓模擬井筒溫度計算模型，代3-1中的參數(shù)數(shù)值，進行仿真計算，得到加熱過程分布圖，....

圖3.8爐溫400℃釜體與水的加熱過程溫度分布

圖3.8爐溫400℃釜體與水的加熱過程溫度分布0時間/h5101520度溫/℃400300200100051015202530

圖3.9爐溫400℃釜體與導熱油的加熱過程溫度分布

25通過不同爐膛溫度和不同溫度介質的加溫過程的溫度曲線可以看出，對于釜內同種作介質來說，隨著時間的推移，外部溫度與中心溫度都呈上升的趨勢，溫度起初有一延遲性，這是由于溫度系統(tǒng)具有滯后性；前期釜內溫度升溫速度較快，溫度大幅度上，但經過一段時間后，后升溫速度逐漸變緩，并緩慢接近井式加....

本文編號：3981063