本文關(guān)鍵詞：基于Fluent的抽油泵水力學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在有桿抽油系統(tǒng)的組成部分中,抽油泵是關(guān)鍵部件之一。隨著我國(guó)大部分油田進(jìn)入中后期開(kāi)采階段,油藏環(huán)境變得很復(fù)雜、泵掛加深、油田的效益不斷下降,這使得抽油桿的受力更為復(fù)雜,抽油泵的工作條件越來(lái)越惡劣。柱塞與泵筒之間的泄漏量和摩擦力將直接影響有桿抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)狀況,目前抽油泵泵閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究無(wú)法模擬井下抽油泵的真實(shí)工作情況。本文針對(duì)以上情況,從影響泵工作特性的因素入手,主要做了以下研究:首先,分析了影響柱塞與泵筒之間摩擦力的相關(guān)因素,包括偏心率、間隙等級(jí)、泵徑、柱塞運(yùn)動(dòng)速度、柱塞上下壓差等,應(yīng)用Gambit軟件,建立了三維柱塞泵筒間隙仿真模型;在Fluent軟件里設(shè)置進(jìn)出口的壓力、流體屬性以及柱塞速度等約束條件,建立柱塞泵筒間隙瞬態(tài)仿真模型。其次,模擬計(jì)算柱塞在同心和偏心不同工況下,牛頓流體和冪律流體分別通過(guò)間隙時(shí)的泄漏量和摩擦力;根據(jù)模擬結(jié)果,回歸得到泄漏量和摩擦力的表達(dá)式;建立了影響因素敏感性分析模型。然后,考慮地面抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)特性,以懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基礎(chǔ),建立了柱塞運(yùn)動(dòng)模型;在得出柱塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況下,針對(duì)上沖程時(shí)流體進(jìn)泵的全過(guò)程,建立抽油泵二維模型,并進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件指定。結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和UDF編程,應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)了柱塞運(yùn)動(dòng)與流場(chǎng)計(jì)算域的同步求解。最后,得到不同時(shí)刻泵內(nèi)流體速度場(chǎng)分布規(guī)律,以及閥口開(kāi)度、沉沒(méi)壓力、氣液比、原油粘度和柱塞速度等因素對(duì)抽油泵充滿(mǎn)程度的影響;數(shù)值模擬的結(jié)果為今后抽油泵工況研究提供了相關(guān)參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：抽油泵 冪律流體 泄漏量 摩擦力 充滿(mǎn)程度
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE933.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 研究目的和意義11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 柱塞泵筒間隙流場(chǎng)仿真模型15-29
• 2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 流體流動(dòng)狀態(tài)判別16-20
• 2.2.1 牛頓流體流動(dòng)狀態(tài)17-18
• 2.2.2 冪律流體流動(dòng)狀態(tài)18-20
• 2.3 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分20-24
• 2.3.1 建立間隙模型20-21
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分21-23
• 2.3.3 設(shè)置邊界類(lèi)型23-24
• 2.3.4 保存網(wǎng)格文件24
• 2.4 柱塞泵筒間隙流場(chǎng)仿真計(jì)算24-28
• 2.4.1 初步分析網(wǎng)格文件24-25
• 2.4.2 建立求解模型25-26
• 2.4.3 設(shè)置流體的性質(zhì)26
• 2.4.4 設(shè)置邊界條件26-27
• 2.4.5 求解計(jì)算27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 柱塞泵筒間隙中泄漏量分析29-44
• 3.1 試驗(yàn)方案的確定29-33
• 3.1.1 牛頓流體試驗(yàn)方案29-31
• 3.1.2 冪律流體試驗(yàn)方案31-33
• 3.2 柱塞泵筒間隙泄漏量理論分析33-36
• 3.2.1 同心間隙泄漏量分析33-35
• 3.2.2 偏心間隙泄漏量分析35-36
• 3.3 泄漏量模擬結(jié)果分析36-43
• 3.3.1 模型仿真結(jié)果36-40
• 3.3.2 泄漏量影響因素極差分析40-42
• 3.3.3 泄漏量表達(dá)式回歸42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 柱塞泵筒間隙中摩擦力分析44-55
• 4.1 柱塞所受摩擦力理論分析44-45
• 4.1.1 牛頓流體摩擦力分析44-45
• 4.1.2 冪律流體摩擦力分析45
• 4.2 摩擦力模擬結(jié)果分析45-54
• 4.2.1 模型仿真結(jié)果45-49
• 4.2.2 摩擦力表達(dá)式回歸及分析49-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 抽油泵充滿(mǎn)程度仿真分析55-66
• 5.1 數(shù)學(xué)模型55-57
• 5.1.1 柱塞運(yùn)動(dòng)模型55-57
• 5.1.2 MIXTURE模型57
• 5.2 抽油泵泵閥流場(chǎng)仿真模型57-60
• 5.2.1 建立柱塞閥球模型57-58
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置58-59
• 5.2.3 UDF編程及動(dòng)網(wǎng)格59-60
• 5.2.4 求解計(jì)算60
• 5.3 仿真結(jié)果分析60-65
• 5.3.1 速度場(chǎng)分析60-63
• 5.3.2 泵充滿(mǎn)系數(shù)分析63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果71-72
• 致謝72

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 裘新農(nóng);王難和;;新型多功能長(zhǎng)柱塞抽油泵解決油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)難題[J];新疆石油科技;2006年01期

2 徐乃功;何桂梅;;多功能便攜式抽油泵在油田中的應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古石油化工;2007年01期

3 司高鋒;;喇嘛甸油田抽油泵防斷上罩柱塞的研制及應(yīng)用[J];科協(xié)論壇(下半月);2007年09期

4 閆學(xué)峰;檀朝東;周曉東;;國(guó)內(nèi)油田抽油泵應(yīng)用工況及失效形式綜述[J];中國(guó)石油和化工;2008年18期

5 何娟;隋陽(yáng);;國(guó)內(nèi)特種抽油泵的種類(lèi)及性能分析[J];河南科技;2011年14期

6 岳為;陳靜;婁紅;劉全國(guó);高均忠;;一種新型防刺漏抽油泵固定凡爾[J];機(jī)械工程師;2012年01期

7 何忠強(qiáng);楊雪;;保證抽油泵高效工作的對(duì)策及技術(shù)研究[J];中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2013年02期

8 侍遠(yuǎn);張海宏;見(jiàn)飛龍;梁娜;;調(diào)速電動(dòng)抽油泵技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用探究[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2013年05期

9 秦東恒;程永江;;抽油泵高效工作的對(duì)策研究[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2013年07期

10 魏子棋;;抽油泵基本原理及其管理技術(shù)[J];黑龍江科技信息;2013年24期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳樹(shù)和;張持坤;;整筒抽油泵翻新技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用[A];2006年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 魯廣立;朱宏武;張金亞;;柱塞自旋轉(zhuǎn)整筒管式抽油泵旋槳的數(shù)值模擬[A];2007年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2007年

3 孫寶福;王志明;牛少輝;張久利;;三管式防砂抽油泵優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];2007年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2007年

4 楊延陸;張久利;沈建新;韋芳;楊國(guó)光;王廣明;胡松陽(yáng);;超深油井抽油泵研制及應(yīng)用[A];2009年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2009年

5 孫建勇;;抽油泵上捕集器的研制及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[A];2005年石油裝備技術(shù)發(fā)展學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2005年

6 樊勇杰;金玉俊;韓濤;韓利寶;周冰欣;鄒麗蓉;;提高機(jī)采井抽油泵效技術(shù)研究與推廣應(yīng)用[A];低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展——第六屆寧夏青年科學(xué)家論壇論文集[C];2010年

7 谷艷榮;;柔性金屬抽油泵排砂采油工藝[A];2007年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2007年

8 楊峰;謝先華;程海霞;司江濤;薄其利;趙輝;;液力平衡式防偏磨抽油泵的研制與應(yīng)用[A];2008年石油裝備學(xué)術(shù)年會(huì)暨慶祝中國(guó)石油大學(xué)建校55周年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

9 ;世界最深海底多相抽油泵開(kāi)始產(chǎn)油[A];節(jié)能減排論壇——福建省科協(xié)第八屆學(xué)術(shù)年會(huì)衛(wèi)星會(huì)議論文專(zhuān)刊[C];2008年

10 張樹(shù)森;王貴軍;韓金華;王亞?wèn)|;黨偉;賈紅戰(zhàn);曹殨殨;宋麗;冉令國(guó);董會(huì)敏;;射孔和抽油泵生產(chǎn)一趟管柱完成的直斜井泵閥[A];2008年石油裝備學(xué)術(shù)年會(huì)暨慶祝中國(guó)石油大學(xué)建校55周年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊躍萍;中南裝備抽油泵產(chǎn)品再創(chuàng)世界紀(jì)錄[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2009年

2 記者 王治軍;我市不漏式抽油泵將打入國(guó)際市場(chǎng)[N];大慶日?qǐng)?bào);2011年

3 特約記者 劉振強(qiáng);大港新世紀(jì)公司開(kāi)發(fā)出整筒抽油泵國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線(xiàn)[N];中國(guó)石油報(bào);2001年

4 本報(bào)記者 張貴志;整筒抽油泵何以譽(yù)滿(mǎn)天下[N];中國(guó)石油報(bào);2001年

5 通訊員 楊躍萍;峰回路轉(zhuǎn)天地寬[N];中國(guó)船舶報(bào);2001年

6 通訊員 楊躍萍;中南裝備簽訂250臺(tái)抽油泵及配件供貨合同[N];中國(guó)船舶報(bào);2011年

7 通訊員 楊躍萍;中南裝備深井抽油泵銷(xiāo)量超3600臺(tái)[N];中國(guó)船舶報(bào);2012年

8 黃錦濱 吳振寧 張庚娟;防砂防腐耐高溫的新型抽油泵[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

9 特約記者 尹淑靜　通訊員 王燕鑫;大港油田采油五廠(chǎng)特種抽油泵成為穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)利器[N];中國(guó)石油報(bào);2009年

10 黃錦濱;從材料學(xué)角度簡(jiǎn)析抽油泵的設(shè)計(jì)[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉富;有桿抽油泵系統(tǒng)工作行為仿真研究[D];西南石油學(xué)院;2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 武志剛;抽油泵旋流防砂機(jī)理研究與參數(shù)優(yōu)化[D];西安石油大學(xué);2015年

2 王巖;抽油桿變周期運(yùn)動(dòng)規(guī)律下抽油泵內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬[D];東北石油大學(xué);2015年

3 陳哲;杏北開(kāi)發(fā)區(qū)抽油泵合理沉沒(méi)壓力的研究[D];東北石油大學(xué);2015年

4 王柏仲;防垢抽油泵的研究與開(kāi)發(fā)[D];東北石油大學(xué);2015年

5 李芳;超深油井抽油泵研制[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

6 楊雪;基于Fluent的抽油泵水力學(xué)研究[D];燕山大學(xué);2016年

7 葛述卿;有桿抽油泵性能及泵功圖計(jì)算分析[D];西安理工大學(xué);2004年

8 呂鳳梅;電熱抽油泵的研制[D];中國(guó)石油大學(xué);2007年

9 李憲福;閥外置式小排量抽油泵的設(shè)計(jì)及性能仿真分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

10 馮國(guó)弟;抽油泵壽命的可靠性預(yù)測(cè)方法研究[D];燕山大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于Fluent的抽油泵水力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：399137