抽油机井流体进泵仿真技术研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文抽油机井流体进泵仿真技术研究姓名：万国强申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：王卫阳201205摘要抽油泵作为有杆抽油系统的核心部件之一，如何实现有杆抽油泵合理高效的工作成了当下一个非常重要的问题。因此，围绕着泵阀流量系数、阀球运动规律、流体进泵阻力等方面内容对有杆抽油泵流体进泵过程进行动态仿真模拟，揭示沉没压力等参数对泵效的影响规律，对提高有杆抽油系统的管理水平具有十分重要的意义。本文针对有杆泵流体进泵动态模拟仿真，结合国内外相关研究成果，利用气液两相流和

2、流体力学的相关理论，综合泵内气液流动状态、气液传质过程、流体过阀流动以及阀球运动规律等方面内容，对有杆泵流体进泵过程进行理论分析；采用计算流体动力学软件FLUENT对原油通过固定阀过程进行模拟计算，综合分析进泵流体性质(密度、粘度)、泵阀开启程度和进泵流量对流体过阀阻力的影响，计算得到不同开启程度下固定阀的流量系数曲线，利用非线性拟合方法得到的流量系数与雷诺数、泵阀开启程度的二元相关式：对固定阀阀球进行力学分析，并利用固定阀流量系数相关式，建立了流体进泵过程中泵阀开启程度的预测模型；结合固定阀流量系

3、数和泵阀开启程度算法，建立了流体进泵动态仿真模型，综合考虑进泵气体和原油粘度等因素的影响，得到泵动态充满程度的计算方法，并以此为依据分析了流体物性和生产参数对动态充满程度的影响；将动态充满程度算法应用于有杆泵泵效的计算，得到不同生产气油比和含水率下沉没度与泵效之间的关系，为合理沉没度的确定提供了依据。关键词：有杆抽油泵，流体进泵，动态仿真，泵阀运动规律，流量系数，泵效ResearchontheSimulationTechnologyofFlowintothePumpforPumpingWellsWa

4、nGuoqiang(Oil＆GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyAssociateProf．WangWeiyangAbstractPumpisoneofthecorecomponentsofsuckerrodpumpingsystem．Howtoachievethereasonableandefficientworkofthepumpisaveryimportantissue．Accordingtothevalveflowcoefficient，them

5、ovementlawoftheballandtheflowresistanceintothepump，itisveryimportanttoimprovethemanagementofthesuckerrodpumpingsystemonstudyonthesimulationofflowintothepumpthatrevealtheeffectofthesubmergencepressureonthepumpefficiency．Accordingtothedynamicsimulationof

6、flowintothepump．combinedwitllthedomesticandforeignrelevantresearchresults，basedongas·liquidtwo·phaseflowandfuiddynamicstheory,thevariationofflowstate，gasgenerationquality,thevalveflowresistanceandtheballmovementlawareinvestigated．Analysisoffluidpropert

7、ies，openingdegreesandflowintothepump，thedynamicprocessoffluidofthevalveisinvestigatedbytheFLUENTsoftware．Theflowcoefficientofdifferentopeningdegreesisobtained．Therelationequationoftheflowcoefficientisestablishedthroughthefittingmethod．Combinedwiththere

8、lationequation，basedonthemechanicalanalysisofthevalveball，thepredictionmodelofvalveopeningdegreesisestablished．Thedynamicsimulationmodelofflowintothepumpisestablished．Comprehensiveanalysisofthepumpgasandcrudeoilviscosity,thecalculationm