不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。     

基于均匀设计的动态水力旋流器性能影响因素试验研究

运用均匀设计方法研究了原油含水浓度、入口流量、转筒转速、分流比等参数对动态水力旋流器脱水性能的影响,借助均匀设计软件采用回归分析法拟合试验数据,使用优选的回归方程定量描述性能与各参数间的关系,在试验范围内预测了动态水力旋流器性能并作了验证,模型计算值与试验值吻合良好。     

液-液旋流分离器内流动特性的大涡模拟

基于柱坐标系下的瞬态N-S方程,采用标准Smagorinsky-Lilly模型,对旋流分离器内的单相流动特性进行了大涡模拟研究,获得了旋流分离器内的瞬时流场、时均速度与湍动能分布,并将结果与雷诺应力模型(RSM)及实测结果进行了对比。结果表明,大涡模拟方法可以得到旋流分离器内的瞬态流场,且能够反映更多的流场细节;对时均速度的预测与实测数据吻合良好,精度优于RSM模型;对湍动能的模拟与RSM方法差异显著,但其结论更符合以往理论分析与实测的结果。相比采用时均方法的RSM模型,大涡模拟方法对此类旋流湍流具有更好的模拟能力。     

不关井分体式排水采气柱塞结构优化研究

针对分体式柱塞存在的气体窜流、液体回落及下井困难等问题,以典型分体式柱塞为基础,建立了柱塞在油管内运行的流场数值计算模型,以阻力系数为评价依据,对内外壁结构开展了基于数值模拟的结构优化。数值计算结果表明:圆弧形柱塞外壁环槽结构具有更好的密封性能,并确定其槽宽16mm、槽深7mm为最优结构;文丘里结构作为分体式柱塞内孔结构,可显著提升下井速度,采用正交实验法确定最优参数组合为收缩角50°,喉管直径32mm,扩散角16°,相比通孔型柱塞下井速度提升了44%。利用室内实验装置对优化后柱塞结构运行、排液进行了实验研究,验证了模拟的可靠性。     

气井分体式柱塞优化设计及实验研究

柱塞气举是气井排水采气的有效方法,针对传统分体式柱塞下井速度慢、需短时间关井而影响生产效率的问题,以大庆徐深气田工况为例,对分体式柱塞结构进行优化设计,提出基于文丘里管的柱塞空心体内部结构。基于CFD理论,对不同结构参数分体式柱塞进行数值模拟研究,优化确定了收缩角为50°,喉管直径为32mm,扩散角为8°的最优柱塞空心体结构参数。室内验证实验表明,优化后的柱塞其漏失量在1%以下,下井速度明显提高,能够实现不关井连续排液,满足了矿场应用需求。     

简易升降式立体车位关键部件的有限元分析

以简易升降式立体车位为研究对象,利用ANSYS软件对立体车位的关键结构进行了静力学分析,在满足强度的基础上,对关键结构进行了优化分析,通过优化分析,合理的设计了关键结构,降低了重量与材料使用量。     

采出液粘度对井下旋流除砂器内流特性及分离性能的影响

针对井下工况设计了集螺旋片导流、旋流除砂和沉降除砂为一体的新型单出口井下旋流除砂器结构。基于混合模型和雷诺应力湍流模型,针对采出液粘度对内流特性及分离性能的影响进行了数值模拟。结果表明,采出液粘度在1.5~20.0mPa·s范围内变化,对旋流除砂器流场切向速度影响最大,而对轴向速度和径向速度的影响并不大,切向速度和沉降段轴向滑移速度随采出液粘度的增加而急剧下降。随着采出液粘度增加,分离效率急剧下降,甚至失效,压力降也会随之减小。     

水平井压裂喷砂器内流场的LDA试验研究

喷砂器是水平井压裂管柱的重要过流部件,随着施工排量的增加,喷砂器的冲刷磨损日益严重.本文对水平井压裂管柱喷砂器内流场进行了LDA测试,得到了其内流场的速度分布规律,结果表明,喷砂孔位置轴向速度存在正负向流动,存在复杂涡流;雷诺数不同时,各截面的回流位置和回流量都存在较大差异,当雷诺数增大到某一值时,重力对流场的影响很小;测得喷砂器试验工装入口和出口的压差,计算得到结构压力系数.可为研究喷砂器磨损规律及结构优化设计提供理论指导,同时也可作为复杂结构湍流流动的研究基础.     

基于人工神经网络的空化射流气体体积分数预测及喷嘴结构优化

油管内壁结垢、结盐、结蜡、锈皮及稠油堆积等现象会造成内壁空间减小,增大输油阻力,耗费大量电能,严重时甚至造成油管堵塞.空化水射流技术拥有清洗方面高效和节能的特点,在此基础上,提出一种基于人工神经网络的空化射流气体体积分数预测和结构优化方法,以清洗油管的空化喷嘴为实例,提取样本集进行人工神经网络训练.结果表明,该方法对气...     

绕轴旋转旋流分离器内流场的数值模拟

传统静态旋流分离器与螺杆泵配合使用应用于井下进行油水分离时,要求绕其自身轴向旋转,本文针对这一问题,对绕轴旋转旋流分离器内流场分布规律进行数值模拟.分别对壁面旋转方向和旋转速度对流场的切向速度、轴向速度、径向速度等分布规律的影响进行了分析.结果表明,在壁面旋转条件下,各速度分量相互制约,且壁面旋转效应对外涡流区的动量补偿量相对较大.