CFD技术在防堵塞系列配水嘴设计中的应用.pdf

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1、2011年第4O卷石油矿场机械第l2期第76页OILFIELDEQUIPMENT2011，4O(12)：76～8O文章编号：1001—3482(2011)12-0076—05CFD技术在防堵塞系列配水嘴设计中的应用曾亚勤，郭方元，巨亚(长庆油田分公司a．油气工艺研究院；b．低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710021)摘要：应用CFD(计算流体动力学)技术模拟配水嘴嘴损特性，分析配水嘴内部流动特性，设计了防堵塞新型系列配水嘴。在对新型结构配水嘴的嘴损特性和内部流动进行数值模拟基础上，结合原始孔口水嘴的数值模拟结果对新型配水嘴进行了定型和系列化设计。根

2、据水嘴内部流场中压力和流线的分布，分析了新型配水嘴的节流原理。结果表明：模拟配水嘴嘴损所采用的数学模型和计算方法合理有效，设计了与试验相符的、满足工程实际技术要求的新型系列化防堵塞配水嘴。拓展了CFD技术应用领域，为新型配水器水嘴的研制和调配提供了新的方法。关键词：CFD；分层注水；嘴损特性；数值模拟；防堵塞配水嘴中图分类号：TE934．1文献标识码：AApplicationofCFDTechniquesinDesignoftheAnti—CloggingSmallFlowChokeZENGYa—qin’。。GUOFang—yuan。‘．JUYa—feng(

3、d．OilandGasTechnologyl~esearchInstitute；6．Loper，e“6ZOilandGasEwportionandDevelopmento／NationalEngineeringLaboratory，ChangqingoiuieldCornpany，Xi’a11710021，Chin“)Abstract：Todevelopanewseriesanti—cloggingchokesanddiscussthepressure—losscharacteris～ticsofit，numerica1simulationsweremade

4、withCFDsoftware，meanwhile，theserialization0fthenewseriesofchokeswasmadebyusingthenumericalresultsofthetraditionalchokes．Thethrot～tieprincipleofthenewtypechokeswasanalyzedbythedistributionofpressureandstreamlinesininternalregionofchoke．Theresultshowsthat：thenumericalmodelsandcomputa

5、tionalmeth—odsforpressure—losssimulationofchokesusedinthispaperwerecorrectandeffectiveandae-quiredresultsoftheserialchokeswhichagreedwellwithexperimentandcouldmeettheengi—neeringneeds．ThisexpandedtheapplicationfieldofCFDtechnologyandprovidedreferencesforthedesignanddeploymentofnewt

6、ypechokes．Keywords：CFD；zonalinjection；pressure～losscharacteristicsofchoke；numericalsimulation；anti—cloggingchoke目前，大多油田呈低渗、低压、低丰度等特征，开分层注水工艺在测井的基础上逐渐向系统仿真采难度大，成本高。分层注水工艺要求配水嘴流和数值模拟的方向发展。任永良等采用有限元分量小，嘴损大并且配水量需精确控制¨]。因此，稳析方法对井下管柱的水力特性进行了分析和计算。定性好和使用寿命长的防堵塞小流量系列配水嘴的石建设等建立了配水嘴测试调配的理论模型

7、，通研究和开发对注水系统长期稳定运行具有重要的过应用数据处理软件等降低劳动成本、减轻劳动强意义。度、提高测试效率。宋洋等根据注水实用理论建收稿日期：2011—06—13基金项目：中石油科研开发项目“长庆油田精细分层注水工艺技术现场试验”(1002—14)作者简介：曾亚勤(1965一)，男，湖北黄陂人，高级工程师，博士，主要从事采油工艺技术研究与管理工作。第4O卷第12期曾亚勤，等：CFD技术在防堵塞系列配水嘴设计中的应用立了注水井节点系统分析的数学模型，可为配水嘴因造成的配水嘴内流道结垢堵塞。的选配提供参考。以上研究都取得了良好的结果，但其数学模型中对配水嘴

8、的描述均采用试验数据和经验公式，不适用于新配水嘴的设