本文關(guān)鍵詞：排水采氣渦流工具優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著氣田的開(kāi)發(fā),產(chǎn)水現(xiàn)象日益明顯,為了解決這一問(wèn)題油田現(xiàn)場(chǎng)需要針對(duì)低產(chǎn)出水氣井進(jìn)行新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。低產(chǎn)氣井隨著開(kāi)采過(guò)程的進(jìn)行,井底壓力會(huì)降低。當(dāng)氣體流速低于臨界流速時(shí),井底積液不能攜帶至地面,水在井筒中越積越多,形成所謂的積液,抑制了井底的壓力,使得氣井排水更加困難,如果不及時(shí)處理,氣井就有報(bào)廢的可能。目前,針對(duì)氣井積液?jiǎn)栴}有很多的處理工藝,比如速度管柱、柱塞氣舉、泡沫排水、有桿泵抽水、氣舉排水和電潛泵排水等,但是對(duì)于低壓低產(chǎn)氣井這些工藝具有局限性,渦流工具可以改變氣液混合物的流態(tài),讓紊流變?yōu)閷恿�、降低臨界攜液流量、降低油管壓差。渦流排水采氣工藝,屬于機(jī)械排水采氣中的一種,具有使用方便,成本低,針對(duì)這一問(wèn)題的出現(xiàn)有較好的適用性。在蘇里格氣田、蜀南氣田、大慶氣田等地區(qū),渦流工具有很好的應(yīng)用前景。本文在渦流流動(dòng)規(guī)律理論為基礎(chǔ)的前提下,設(shè)計(jì)并建立了2-7/8渦流工具的三維模型和三維流道模型。對(duì)兩相流所涉及的物性參數(shù)進(jìn)行了分析,給出了計(jì)算公式,結(jié)合蘇里格氣井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況,設(shè)置渦流工具流場(chǎng)進(jìn)口邊界條件。針對(duì)螺旋帶升角、螺旋帶內(nèi)徑、螺旋帶外徑不同參數(shù)組合下的16種渦流工具模型,分別對(duì)其螺旋帶區(qū)域進(jìn)行流場(chǎng)數(shù)值仿真,揭示了氣液混合物經(jīng)過(guò)渦流工具的流場(chǎng)分布及排液現(xiàn)象,得出螺旋帶升角、螺旋帶內(nèi)徑、螺旋帶外徑三個(gè)因素分別對(duì)渦流工具排液效果的影響規(guī)律。(1)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),隨著螺旋角的增大,排液能力先增強(qiáng),后減弱。隨著螺旋帶內(nèi)徑的增大,排液能力先減小后增大,隨著螺旋帶外徑的增大排液能力逐漸減小。同時(shí)得到,螺旋角對(duì)液滴的軸向速度和其與管壁的粘附力影響較大,螺旋帶的內(nèi)、外徑對(duì)氣液混合物的旋流強(qiáng)度和局部阻力損失影響也較大。(2)通過(guò)正交仿真分析,采用三因素四水平,對(duì)渦流工具結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選,然后通過(guò)仿真模型進(jìn)出口的總壓降對(duì)優(yōu)選出的尺寸進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)對(duì)模擬參數(shù)進(jìn)行的換算即把工程中常用的參量轉(zhuǎn)換成模擬中有效的參數(shù),通過(guò)對(duì)比在不同氣液比和不同速度下的進(jìn)出口持液差值率,得出結(jié)論：隨著氣液比的增大,持液差值率逐漸降低,持液差值率越小,說(shuō)明排出的液相越多,則該氣液比越容易實(shí)現(xiàn)排液；對(duì)同一管徑而言,井底流速越高,渦流工具排液的效果越好。因此,渦流工具適合于在高氣液比和井底流速高的工況。本文的研究成果可為渦流工具排水采氣工藝的推廣應(yīng)用提供一定的借鑒和參考。
【關(guān)鍵詞】：排水采氣 渦流工具 數(shù)值仿真 正交試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE93
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-18
• 1.3 研究主要內(nèi)容18-20
• 第2章 渦流工具流場(chǎng)邊界條件計(jì)算20-30
• 2.1 天然氣物性參數(shù)分析20-22
• 2.2 渦流管內(nèi)氣液兩相相關(guān)參數(shù)計(jì)算22-24
• 2.3 進(jìn)口邊界條件計(jì)算24-27
• 2.4 實(shí)例計(jì)算27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 渦流排水采氣工具流場(chǎng)仿真30-58
• 3.1 渦流工具的基本結(jié)構(gòu)與原理30-31
• 3.2 渦流理論31-34
• 3.3 多相流理論34-43
• 3.4 渦流工具邊界條件43-45
• 3.5 渦流工具幾何模型45-49
• 3.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析49-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第4章 渦流工具結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選58-69
• 4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)58-62
• 4.2 數(shù)值正交試驗(yàn)研究62-64
• 4.3 渦流結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)排液效果影響規(guī)律研究64-67
• 4.4 渦流工具優(yōu)選尺寸驗(yàn)證67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 井底因素對(duì)渦流管柱適應(yīng)性分析69-73
• 5.1 模擬參數(shù)的換算69-71
• 5.2 氣液比對(duì)管柱適應(yīng)分析71-72
• 5.3 速度對(duì)管柱適應(yīng)分析72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第6章 結(jié)論及展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 個(gè)人簡(jiǎn)介80-81

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