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根据流体力学理论,研究了定向井层流注水泥的顶替机理。提出了反映注水泥顶替过程的顶替数学模型,其中包括垂直井、水平井及定向井的注水泥顶替数学模式。利用数值方法,求解了垂直井、水平井的顶替模式,并得出一些有用的结论。利用前人及本文的实验数据,对部分数学模式进行了检验,其吻合程度满足工程要求。