1. 研究目的与意义（文献综述）
| 石油是黑色的金子，是现代工业的“血液”，其重要程度从二战中所扮演的对战争胜负起决定性作用的角色到现在人们生活、经济、政治和军事对其不可或缺的依赖性可见一斑。石油是不可再生资源，地球上石油的总储藏量在一天天的减少。因此，我们在寻找和研发新能源的同时，必须提高石油的开采效率。 在石油的开采过程中，由于“跟趾效应”、储层非均匀质、储层各向异性和天然裂缝等因素的影响，长水平井的水平剖面很难水平均匀推进。这是因为，受以上所说的几种因素的影响以及在水平完井处石油的压强较低，因此在石油储层的跟端处、高渗透层和裂缝处容易形成水/气锥。一旦在油井中形成水/气锥，由于水和气的黏度比油的黏度小，会在形成锥形的地方快速形成通道，这种现象称之为见水/气。一旦油井发生见水/气，不但会抑制其他地方的产油量，也会增加开采石油的能源消耗，对经济发展有着很大的阻碍。 为了消除上诉这种不平衡现象，国内外经过多年的研究及开发，采取了在水平完井的水平剖面上安装流入控制装置（以下称ICD）的方法。ICD的核心原理就是利用水，气和油的不同物理性质通过设计好的特定装置来产生附加压降，从而来保证水平完井的入流平面沿整个水平面的均匀性。 |
目前国内外已经研发出各种ICD，并且在百分之八十的油井中都有安装这种流入控制装置。根据其流动阻力等级（FRR）是否恒定，ICD可以划分为被动式入流控制装置（PICD）和自适应式入流控制装置（AICD).PICD根据其所应用的原理不同，可以分为以下几类：第一类是利用限制原理的PICD，其主要有喷嘴型和孔板型；第二类是利用摩擦原理的PICD，即利用水和油的黏度不同所导致经过特定摩擦系数的装置所产生的摩擦损失能不同来控制石油中的含水量，其主要有迷宫型和螺旋通道型；第三种PICD是将前两种综合起来的混合型，主要有混合型和喷管型。PICD也有其不足的地方，由于FRR是定值，一旦水平完井产生水/气锥，黏度较低的水/气将会迅速占满整个井筒，使油井的产油量急剧下降。
为了弥补PICD的不足之处，人们研制出了自适应性流入控制装置（以下称AICD）。AICD是通过对含水比例不同的石油所产生的压降不同，从而使石油的流量大小不同来提高油井的石油产量和开采石油的效率。由于其能够自动根据石油含水量的多少来调节石油的流量大小，因此在许多油井得到了广泛的应用。平衡片AICD是油和水的密度差来控制平衡片的开启和关闭，由于平衡片容易出现故障和油水密度差不大，平衡片AICD不能有效地限制水/气锥的形成。BCR阀板式AICD是利用液压控制理论中的伯努利方程通过动压力和静压力的平衡关系来控制阀开启的大小，从而控制石油的流量，由于阀板在承受超过其极限压力时就会损坏，因此BCR筏板式AICD在应用过程中工作性能不可靠。
为了使AICD在石油开采的应用中能够更加可靠，控水的性能更好，人们又研制出一种新型的AICD。这种AICD是利用水和油的雷诺数不同从而经过特定的装置时选择的流道不同，随后产生的惯性力不同而进行控水和增加产油量的装置。由于其良好的控水能力和可靠地工作能力，这种装置已经在许多油田得到应用。
国内外科学家也对其性能进行了研究和改善。欧美国家的科学家对AICD的研究起步要早于我国，其当今的研究成果以及研究范围也要优于我国。2013年Brandon Least在其发表的论文《 Fluidic DiodeAutonomous Inflow Control Device Range 3B - Oil, Water, and Gas FlowPerformance Testing》中通过实验将新型AICD和旧式ICD的流量曲线进行对比，得出AICD的控水增油性能优于传统ICD和在新的油井中安装AICD会使碳氢化合物的总储藏量提高的结论。2014年Stephen Greci对石油中体积较大、流动速度较低的泥浆对AICD的影响进行了研究，在其发表的论文中指出当石油中有泥浆出现时，AICD仍然能够保持其自适应的功能。
在中国，2015年曾树权发表的论文中通过建模和流体仿真对AICD的主流道的数量，支流道的数量以及主流道和支流道之间的夹角对其性能的影响进行 了简单的分析。这种装置的流道入口采用的是“Y”字型，主流道的数量，支流道的数量以及主流道和支流道之间的夹角都会对AICD的工作性能产生不可忽略的影响。然而，国内外对于以上因素对于AICD工作性能的影响的研究并不多，研究者设计试验台来测试AICD的工作性能更是如数家珍。
因此，通过建模对以上因素进行流场仿真以及通过实验来改变以上因素观察记录石油流对AICD的性能研究和应用前景具有重要的意义。
2. 研究的基本内容与方案
1.研究的基本内容
aicd工作的基本原理以及其各部分零件尺寸的设计；
aicd的结构和工作环境即其主流道数量，支流道的数量，支流道与主流道间的夹角，不同黏度的流体以及不同的工作压差对石油流量的影响。通过实验平台对aicd进行实验测试，通过测定其两端的压力以及通过aicd的石油的流量，测定aicd是否有控制含水量，提高石油产量和保持整个水平完井水平剖面均匀性的功能。
3. 研究计划与安排
起止时间（1-18周）
第1周：查阅中文和外文相关文献
第2周：完成外文文献翻译工作
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 曾泉树等. 一种新型aicd的设计及其数值模拟. 石油钻采工艺, vol.37, no.2，2015；
[2] 朱橙等. aicd 智能控水装置实验研究.机械, vol.42, no.6，2015；
[3] michael frippetc. the theory of a fluidic diode autonomous inflow control device, spe167415,2013；
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
