在原油開采過程中,由于井下環(huán)境和人為開采的原因,抽油泵易發(fā)生卡泵和砂埋管柱等現(xiàn)象,嚴重影響抽油泵的檢泵周期和使用壽命,并制約油井的連續(xù)性開采和生產(chǎn)效率。目前,大多數(shù)防砂抽油泵并不能從根源上解決砂礫等各種雜物在固定閥總成處沉降淤積的問題。因此,本文通過螺旋通道改變井液流動方向,提出旋流攜砂的舉升方案,對自清潔抽油泵旋流器的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,并利用流場模擬的手段優(yōu)化了旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。首先,分析各種雜物在抽油泵中沉降淤積的原因,探討旋流工具在抽油泵中應(yīng)用的可行性,研究發(fā)現(xiàn)改變井液流動方向和速度,可有效降低砂礫在固定閥總成處的沉積。然后,通過建立井液中砂礫等各種雜物在旋流器內(nèi)運動的動力學(xué)方程,求解其運動速度,研究旋流攜砂機理,在此基礎(chǔ)上進行自清潔抽油泵旋流器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。此外,通過直管和旋流器內(nèi)的攜砂流動可視化實驗以及流場模擬對旋流器的攜砂性能進行效果評價,結(jié)果表明旋流器可增加井液的徑向流速,進而提高攜砂能力。最后,采用正交試驗的方法,對旋流柱體直徑、長度,螺旋葉片導(dǎo)程、厚度和高度等旋流器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,得到最優(yōu)的參數(shù)組合;選取5口井進行現(xiàn)場應(yīng)用,實際應(yīng)用結(jié)果表明,泵效平均提高20.... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

金屬隔膜防砂抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-1 金屬隔膜防砂抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖1-泵筒；2—上部閥罩；3—金屬隔膜；4—上游動閥總成；5—柱塞；6—下游動總成；7—下部閥罩孫雙研發(fā)的長柱塞環(huán)封防砂抽油泵[5, 6]運用短泵筒長柱塞結(jié)構(gòu)，長柱塞均不進入至泵筒，進而從源頭上防止了砂礫等各種雜物進入泵筒和柱塞間隙的可能性。該泵結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-2 所示：圖 1-2 長柱塞環(huán)封防氣防砂抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖1—防塵帽；2—上接頭；3—短節(jié)；4—防氣出油閥；5—長柱塞環(huán)縫密封總成；6—泵筒；7—長柱塞；8—頂絲；9—接箍；10—固定閥罩；11—固定閥球閥座；12—下接箍陳慶云、祝令湖等人研制的自旋式防砂泵[7]的核心部件為螺旋閥罩和刮砂器，在井液向上舉升時，井液對旋流閥罩產(chǎn)生一個水平切向力，使得該泵能夠周向旋轉(zhuǎn)。并且在柱塞下面螺紋連接有刮砂器，可有效阻攔砂礫等各種雜物進入至柱塞和泵筒的間隙，進而防止泵筒與柱塞的間隙磨損，結(jié)構(gòu)如下圖 1-3 所示：

圖 1-4 動筒式防砂抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖1—接頭；2—外管；3—出油接頭；4—游動閥；5—游動閥座；6、15—扶正器；7—保護接頭；8、13—刮砂環(huán)；9—固定閥；10—固定閥座；11—泵筒；12—柱塞；14—連接管；16—交叉流道魏航信等人基于旋流機理設(shè)計研制了旋流防砂抽油泵[9]，該泵的核心部件為設(shè)置于游動閥球上方的旋流器，可有效避免砂礫等各種雜物在上游動閥球處沉積。該泵在結(jié)構(gòu)上設(shè)計一級沉砂和二級沉砂空間，可避免砂礫等各種雜物參與抽油泵內(nèi)結(jié)構(gòu)組件之間的相對運動而造成的卡泵。并在該泵尾部設(shè)置篩管，以預(yù)防砂礫等各種雜物進入泵體。該泵結(jié)構(gòu)如圖 1-5 所示：

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]雙錐旋流器內(nèi)流場與顆粒運動模擬及其工業(yè)應(yīng)用研究[D]. 崔瑞.武漢科技大學(xué) 2015

碩士論文
[1]煤層氣排采專用泵優(yōu)化設(shè)計與仿真研究[D]. 郭怡瀟.西安石油大學(xué) 2013
[2]基于FLUENT的抽油泵泵效的仿真研究與優(yōu)化[D]. 鹿勝玉.山東大學(xué) 2008



本文編號：3247617