基于CFD的翻板式浮阀流场模拟分析

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1、2015年第44卷石油矿场机械第1期第22页0ILFIELDEQUIPMENT2015，44(I)：22—26oo文章编号：1001—3482(2015)01-0022—05基于CFD的翻板式浮阀流场模拟分析张晓东，王庆仓。严永发。陶赞，蔡光林，杨文武(1．西南石油大学机电工程学院，成都610500；2．中石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000)摘要：根据o121mm翻板式浮阀的结构尺寸建立阀芯三维模型。采用CFD软件对阀板不同开度时其速度场和压力场进行数值模拟，然后用函数求解器求解不同开度时阀板的受力情况，分析阀板在关闭过程中的受力情况及流体变化规律。研究结果表明：阀板

2、和阀座密封贴合面处流体速度达到40m／s，压力约为60MPa，此处密封圈受冲蚀破坏严重；阀板在即将关闭时，直径为4mm的销轴承受约1600N的冲击载荷，容易被剪断；可采用增加销轴直径或者热处理的方法来提高销轴的抗剪切能力。关键词：翻板式浮阀；CFD；阀板；销轴；数值模拟中图分类号：TE921．5文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—3842．2015．01．006SimulationAnalysisofFlowFieldoftheFlapperFloatValveBasedonCFDZHANGXiaodong，WANGQingcang，YANYongfa

3、。，TAOYun，CAIGuanglin，YANGWenwu(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．TarimOilfieldCompany，CNPC，Korla841000，China)Abstract：athree—dimensionalmodelofvalvespoolwasestablishedaccordingtothestructuresizeof0121mmflapperfloatvalve．TheCFDsof

4、twarewasadoptedtoconductanumerica1simulationresearchonvelocityfieldandpressurefieldofvalvespoolwhentheflapperindifferentopening，theforceonflapperwasworkedoutbythefunctionsolver。torevea1thevariationlawoffluidandthechangeoftheforceontheflapperintheprocessofflapperclosing．Theresultsshowthatthes

5、peedis40m／sandthepressureisabout60MPaonthevalveseatsealingjointsurfacewherethesealerosiondamageisserious．A4mmdiameterpinbearstheimpactloadabout1，600Nwhentheflapperiscomingoff．Thepiniseasytobesheared．Increasingthediameterofthepinorusingthemethodofheattreatmentcanimprovetheshearresistanceofthe

6、pin．Keywords：flapperfloatvalve；CFD；flapper；pin；numericalsimulation翻板式浮阀是一种全通径内防喷工具，安装在量气体携带砂砾沿钻柱内上返，冲蚀阀板与阀芯的近钻头处，钻井液正常循环冲开阀板，停止循环，阀密封贴合面，造成阀板关闭不严，从而诱发井喷事板关闭(如图1)。在高压油气井下，地层产生的大故。关于翻板式浮阀的研究仅限于结构力学分收稿日期：2014～07—24基金项目：国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发一塔里木盆地库车前陆冲断带油气开发示范工程”(2011ZX05046)作者简介：张晓东(1959一)，男，重庆武

7、隆人，教授，博士生导师，主要从事石油天然气装备和油气钻采新工具研究，E-mailzxd123420@126．corn。2015年第44卷石油矿场机械第1期第26页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001-3482(2015)01-0026—04抽油机用机械式无切换换向装置设计刘健，崔俊国，肖文生，傅登伟，杨林，李延隆(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266580)摘要：油田开采难度的不断增加对抽油机提出了长冲程、低冲次等新的要求。通过分析现有主要换向机构的特点，设计了适