无隔水管钻井液举升泵速度调节数学模型.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2013年第41卷第8期海洋石油装备无隔水管钻井液举升泵速度调节数学模型周昌静陈国明谭海东(1．中国石油大学(华东)化学工程学院2．中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心3．长春工业大学机电工程学院)摘要：为增强无隔水管钻井井口压力控制效果，通过试验验证了叶片圆盘泵在一定转速范围内满足比例定律，在此基础上对叶片圆盘泵不同转速下的扬程与流量特性进行分析，建立叶片圆盘泵速度调节的数学模型。通过试验数据确定模型有关参数，将模型计算的转速与试验转速进行对比。对比结果表明

2、，模型计算的转速与试验转速很接近，这表明该速度调节数学模型用于无隔水管钻井叶片圆盘泵速度调节具有较高的精度。关键词：无隔水管钻井；钻井液；叶片圆盘泵；流量；扬程；速度调节；数学模型中图分类号：TE951文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．08．010MathematicModelofMudliftPumpSpeedControlinRiserlessDrillingZhouChangjing‘ChenGuomingTanHaidong(1．CollegeofChemicalEngi

3、neering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao2．CenterforOffshoreEngineeringandSafetyTechnology，ChinaUniversityofPetroleum3．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChangchunUniversityofTechnology)Abstract：Tostrengthenthewellheadpressurecontroleffectinriserlessdrilli

4、ng，theliftandflowratecharacter—isticofbladediscpumpatdifferentrotationspeedswereanalyzedonthebasisofverifyingthatthepumpsatisfiestheproportionalitylawwithinthescopeofacertainrotationspeedthroughthetest．Themathematicmodelofthepumpspeedcontrolwasestablished．Thetestdat

5、awasusedtodeterminetherelevantparametersofthemode1．Therotationspeedcalculatedbythemodelwascomparedwiththatofthetest．Theresultshowsthatthetwovaluesareveryclose．Thisindicatesthatthismathematicmodelforspeedcontrolcanachievearelativelyhighprecisioninad—justingthepumpspe

6、edinriserlessdrilling．Keywords：riserlessdrilling；drillingfluid；bladediscpump；flowrate；lift；speedcontrol；mathematicmode1泵入口压力恒定的要求。如果用举升泵的通用性能0引言曲线来确定调节流量所需的转速，则很不方便；如果直接按比例定律确定调节流量所需转速，要求变海底钻井液举升泵是无隔水管钻井技术中的关速后流量、扬程同时满足比例定律关系。键设备之一¨，钻井作业时被安装在海底，完成海底钻井液返回管路系统属于典型的有静扬

7、程海底钻井液举升和海底井口压力的控制。叶片圆盘系统，比例定律不能直接用于确定举升泵流量调节泵具有性能曲线平坦、无堵塞性能好和叶轮受磨损所需转速，因此按比例定律计算的转速满足流量的程度小等优点，在无隔水管钻井中得到了广泛应同时可能使扬程过大，造成能量浪费，也可能举升用_3J。无隔水管钻井需要海底钻井液举升泵进行扬程不够，完成不了钻井液的举升J。这就需要实时调速来调节流量，以满足保持海底钻井液举升寻求一种能表达举升泵变速性能的函数关系式，以$基金项目：国家科技重大专项“深水油气田开发钻完井工程配套技术”(2008ZX05026—0

8、01—12)。2013年第41卷第8期周昌静等：无隔水管钻井液举升泵速度调节数学模型一41一便随时准确地确定举升泵调节流量所需要的转速。Q／n，则由式(5)可得和有如下函数关系：为此，对叶片圆盘泵样机进行变速试验，验证其在=咖(6)一定转速范围内满足比例定律，建立变速调节数学