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本书系统介绍了液氮在石油工程领域应用的基础理论与实践，汇集了液氮在钻井与完井方面的**研究成果。全书共七章，分别介绍液氮的基本物性及在石油工程领域的应用和压裂技术发展概况、液氮对岩石的低温致裂特征、液氮与岩石间的传热特性、液氮射流流场及破岩特征、液氮在管柱内的流动传热、液氮对生产管柱力学性能的影响、液氮压裂裂缝起裂及扩展特征等内容。
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目录丛书序序前言章 绪论 1节 液氮的基本物性 1第二节 液氮在石油工程领域的应用 3一、在钻井中的应用 3二、在完井中的应用 5第三节 液氮压裂技术发展概况 8一、现场应用概况 8二、理论研究概况 10参考文献 13第二章 液氮对岩石的低温致裂特征 15节 干燥岩石物性及微观结构变化 15一、物理及力学性质变化 15二、孔隙结构变化 19三、产生损伤差异的成因 23第二节 饱水岩石物性及微观结构变化 24一、力学性质变化 25二、孔隙结构变化 26第三节 高温岩石物性及微观结构变化 29一、岩石温度的影响 29二、岩石岩性的影响 36三、液氮循环冷却影响 44参考文献 50第三章 液氮与岩石间的传热特性 51节 液氮淬火冷却岩石表面传热特征 51一、实验装置与方法 51二、液氮沸腾模式的转变 56三、LFP温度的意义及其影响因素 59第二节 岩性及表面形貌对传热的影响 63一、不同岩性的实验结果对比 63二、岩石表面复杂形貌的影响 64第三节 液氮淬火传热的可视化分析 67一、可视化实验 67二、淬火前缘的产生和移动 68三、淬火过程的数值模拟分析 70参考文献 78第四章 液氮射流流场及破岩特征 81节 液氮射流流场及传热特征 81一、液氮自由射流流场特征 81二、涡结构演化及传热特征 89第二节 液氮射流破岩特征 98一、液氮射流破岩试验 98二、液氮射流破岩特征 100三、射流参数影响规律 107第三节 岩石损伤的力学机制分析 110一、多场耦合方法 110二、模型与参数设置 112三、应力响应分析 115第四节 液氮磨料射流破岩特征 124一、试验装置与试验准备 124二、试验结果与分析 129三、参数影响规律 137参考文献 143第五章 液氮在管柱内的流动传热 145节 液氮圆管内对流换热特性 145一、实验装置与方法 145二、液氮对流换热规律 152三、液氮对流换热度预测准则式 157第二节 液氮压裂井筒换热规律 163一、井筒温度分布计算模型 163二、井底流体温度与换热规律 165第三节 液氮压裂施工模式 167一、液氮压裂泵注程序 167二、管柱预冷液氮损耗量计算 170参考文献 173第六章 液氮对生产管柱力学性能的影响 174节 管材强度变化规律 174一、试验准备 174二、试验方案 175三、不同条件下管材强度 176第二节 管材韧性变化规律 181一、冲击韧性试验 181二、断裂韧性试验 186第三节 管材力学性能变化微观分析 190一、试验仪器与试件制备 190二、试验结果与分析 190第七章 液氮压裂裂缝起裂及扩展特征 196节 液氮压裂裂缝起裂特征 196一、液氮压裂试验装置与方法 196二、液氮压裂型煤 199三、液氮压裂高温花岗岩 204第二节 液氮压裂裂缝形态特征 209一、液氮压裂型煤 209二、液氮压裂高温花岗岩 212第三节 液氮压裂多场耦合及岩石损伤特性 216一、液氮压裂热-流-固耦合模型 216二、液氮压裂热-流-固耦合与岩石损伤特征 220三、液氮压裂的造缝机理与优势 223参考文献 224
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