翻板浮阀阀芯流道两相流流场分析

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1、·机械研究与应用·2015年第3期(第28卷,总第137期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇研究与分析*翻板浮阀阀芯流道两相流流场分析1231龚摇彦,张摇也,张摇津,周摇权(1.西南石油大学机电工程学院,四川成都摇610500;2.中石化石油工程机械有限公司第四机械厂,湖北荆州摇434024;3.宝石机械成都装备制造分公司,四川成都摇610500)摘摇要:翻板浮阀是一种重要的内防喷工具,在实际使用中,其阀芯内流道中容易出现岩屑沉积而阻碍浮板的正常开启与关闭。针对其阀芯流道内容易出现岩屑沉积的问题,采用Fluent对其内流场进行仿真计算,研究对阀芯流

2、道锥角变化对其内流场的影响,分析四种不同阀芯入口锥角情况下,阀芯内部流场的气体、岩屑速度情况和岩屑的分布情况。通过研究发现,随着阀芯入口锥度的增大,气体和岩屑的运动速度逐渐增大,阀芯内部流场的紊流情况加剧,在锥角达到5毅和7毅时,浮板动作区域出现大范围的漩涡;岩屑体积分数随着锥角的增大出现不均匀的情况,并从流道直径最小处向进口处,出现岩屑沉积。关键词:翻板浮阀;阀芯流道;两相流;锥角;流场分析中图分类号:TE921摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2015)03-0059-03AnalysisonTwo-PhaseFl

3、owFieldofFlapFloatValveCore1231GONG摇Yan,ZHANG摇Ye,ZHANG摇Jin,ZHOU摇Quan(1.SchoolofMechatronicEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,ChengduSichuan摇610500,China;2.SJPetroleumMachineryCO.,SINOPEC,JinzhouHubei摇434024,China;3.ChengduEquipmentManufacturingBranchCompany,BaojiOilfieldMa

4、chineryCO.,LTD,ChengduSichuan摇610500,China)Abstract:Flapfloatvalveisanimportantinnerblowoutpreventervalve;inactualuse,thedebrisdepositioniseasilyap鄄pearedinflowchannelofvalvecorethustopreventflapinvalveopeningorshutting.Tosolvethisproblem,theflowfieldofvalvecoreissimulatedbyusin

5、gFluenttoresearchtheinfluencethatthechangeofflowchanneltaperangleontheflowfieldofvalvecore,andthegas,debrisvelocityfieldanddistributionofdebrisinvalvecoreflowfieldarealsoanalyzedincaseoffourkindsoftaperangle.Accordingtotheresearch,itisfoundthatgasanddebrisvelocitygraduallyraisew

6、iththeincreaseofta鄄perangle,andtheturbulencesituationofvalvecoreflowfieldintensifiesaswell.Whentaperanglegrowsto5毅and7毅,theflapactionareaemergeswhirlpoolinwidearea.Thedebrisvolumefractionappearsmaldistributionwiththeincreaseoftaperangle,andthedebrisdepositionappearsfromtheminimu

7、mdiameteroftheflowchanneltotheinlet.Keywords:flapfloatvalve;flowchannelofvalvecore;two-phaseflow;taperangle;flowfieldanalysis0摇引摇言1摇阀芯流道数值计算模型的建立浮阀是一种重要的钻具内防喷工具,它通过钻杆1.1摇阀芯内部流道结构简化螺纹连接在钻柱中,用以控制钻杆底部流体的流动,以椎120mm翻板浮阀为例,采用Fluent对其阀[1]防止井底流体由钻柱内流道返回进口。翻板浮阀是芯内部流道进行数值模拟,其结构如图1所示。一种常用的

8、浮阀,由阀体及阀芯两部分组成,使用时阀芯总成装在阀体内。阀芯总成由阀座、浮板、扭簧、销轴、密封