煤層氣井排采系統(tǒng)有桿泵運行特性分析
本文選題:煤層氣井 切入點:有桿泵 出處:《機械工程學報》2017年08期 論文類型:期刊論文
【摘要】:煤層氣井低沉沒度下泵的運行特性和氣水兩相流中的動態(tài)充滿度直接影響到有桿泵的工作優(yōu)劣,對保證有桿排采系統(tǒng)的正常工作具有重要意義;诒瞄y動力學和水力摩阻分析,建立有桿泵泵閥動態(tài)特性數(shù)學模型,依據(jù)數(shù)值求解并結合泵閥開啟試驗測試結果,得到低沉沒度時泵閥的動態(tài)特性和順利開啟的臨界沉沒度條件,同時依據(jù)氣液兩相流數(shù)值求解和泵運行特性試驗測試結果,分析出泵筒動態(tài)充滿度變化規(guī)律及合理沉沒度時泵高效運行條件。結果表明,泵閥開啟瞬間閥球的水力摩阻較大,其幅值周期波動的頻率較快且在短時間內迅速變小后趨向平穩(wěn);泵閥水力摩阻和臨界沉沒度隨沖程沖次的增大而提升,沖次由2.0 min~(-1)調為6.6 min~(-1)后,臨界沉沒度由2.55 m升至3.05 m;減小沖次和氣液比及增大泵入口壓力會顯著提升泵筒內液位和充滿度,且氣液比的影響最為顯著;提升沉沒度會使泵效先迅速增大,達到70%~80%時出現(xiàn)拐點而后增長緩慢,煤層氣井主要泵型的臨界沉沒度通常介于3.0~6.0 m,而合理沉沒度需達到15.0~20.0 m以上,以維持高效運行。
[Abstract]:The operating characteristics of the pump and the dynamic filling in the gas-water two-phase flow have a direct impact on the performance of the rod pump. Based on the analysis of pump valve dynamics and hydraulic friction, the mathematical model of the dynamic characteristics of the rod pump valve is established, which is solved according to the numerical value and combined with the test results of the pump valve opening test. At the same time, the dynamic characteristics of the pump valve and the critical submergence condition for the smooth opening of the pump valve are obtained. At the same time, according to the numerical solution of the gas-liquid two-phase flow and the test results of the pump operating characteristics, The variation law of dynamic filling degree of pump cylinder and the operating conditions of pump with reasonable sinking degree are analyzed. The results show that the hydraulic friction of valve ball is larger when the pump valve opens. The frequency of periodic fluctuation of amplitude value is faster and smaller in a short period of time, and the hydraulic friction and critical submergence of pump valve increase with the increase of stroke stroke times, and the impulse times are adjusted from 2.0 mins to 6.6 mins ~ (-1), and the hydraulic frictional resistance and critical submergence degree of the pump valve increase with the increase of stroke stroke times. The critical submergence degree increased from 2.55 m to 3.05 m.The decrease of the impulse and gas-liquid ratio and the increase of the inlet pressure of the pump will significantly increase the liquid level and the filling degree of the pump cylinder, and the effect of the gas-liquid ratio is the most significant, and the lifting of the submergence degree will make the pump efficiency increase rapidly. In order to maintain high efficiency, the critical submergence degree of main pump type in coalbed gas wells is usually between 3.0 ~ 6.0 m, and the reasonable sinking degree should be above 15.0 ~ 20.0 m.
【作者單位】: 青島理工大學機械工程學院;中國石油大學(華東)石油石化裝備新技術研究中心;
【基金】:國家科技重大專項(2011ZX05038) 泰山學者工程專項經(jīng)費(ts201511038) 山東省重大關鍵技術(2016ZDJS02A15)資助項目
【分類號】:TE933.3
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,本文編號:1560665
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