井下满眼涡流工具优化设计及模拟仿真研究.pdf

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1、分类号TE934学号151020112密级全日制学术型硕士学位论文题目井下满眼涡流工具优化设计及模拟仿真研究作者姓名高素娟导师姓名、职称徐建宁教授学科(专业)名称机械设计及理论提交论文日期2018年5月25日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的

2、说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：

3、__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：井下满眼涡流工具优化设计及模拟仿真研究专业：机械设计及理论硕士生：高素娟(签名)导师：徐建宁(签名)摘要涡流技术是目前排水采气工艺中较为先进的一种，为使涡流工具顺利下放并坐卡在井下井筒内预定位置，要求涡流工具整体外径小于管柱内径，由此导致涡流工具螺旋翼外径与管柱内壁之间存在间隙，间隙的存在降低了涡流工具的排液效果。为解决此问题，本文提出并设计可实现满眼功能的复合弹簧旋流体式井下满眼涡流工具，进行相关理论研究及数值分析，对装置进行

4、优化设计。主要研究内容如下：（1）查阅文献，了解目前气井使用的传统排水采气工艺和新型排水采气工艺，掌握涡流技术在国内外应用现状与发展动态。（2）对气井内多相流的基本流型、流态之间的变化条件进行研究，对井底积液问题产生的原因、条件、危害以及预测方法进行相关分析。（3）设计新型满眼涡流工具并介绍其结构组成、工作机理及投送工艺；对主要受载荷部位进行非线性分析。（4）采用数值模拟分析井筒内经过满眼涡流工具后气液两相的流场运动规律；建立满眼涡流工具与非满眼涡流工具在相同结构参数下的计算模型，并对两种涡流工具在相同工况条件下进行数值模拟，分

5、析对比满眼与非满眼涡流工具在相同试验指标下的排液效果。（5）利用正交试验方法，以持液率差值和管段压降为评价指标，以满眼涡流工具结构尺寸为主要影响因素，对结构参数进行优选，确定最佳结构尺寸并加以验证。关键词：排水采气满眼涡流工具金属-橡胶复合弹簧数值模拟优化设计论文类型：应用研究II英文摘要Subject：ResearchonDesignOptimizationandSimulationofDownholeFull-holeVortexToolSpeciality：MechanicalDesignandTheoryName：Gao

6、Sujuan(signature)Instructor：XuJianning(signature)ABSTRACTVortexdrainagegasrecoverytechnologyisoneofthemoreadvancedtypesinthedrainageandgasrecoveryprocess.Inordertoputdownthevortextoolsuccessfully,theremustbeagapbetweentheouterdiameterofthevortextoolandtheinnerdiamete

7、rofthetubing.Thisphenomenongreatlyreducestheeffectofwater-drainagegasrecovery.Inordertosolvethisproblem,thispaperdesignsadownholefull-holevortextoolthatcanachievefull-holefunction.Inaddition,therelevanttheoreticalresearchandnumericalanalysisarealsocarriedouttooptimiz

8、ethedesignofthedevice.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Throughthemethodofliteraturereviewtocomprehendthetraditionalandnewdrai