基于Fluent的抽油泵水力學(xué)研究.pdf

1、在有桿抽油系統(tǒng)的組成部分中，抽油泵是關(guān)鍵部件之一。隨著我國大部分油田進(jìn)入中后期開采階段，油藏環(huán)境變得很復(fù)雜、泵掛加深、油田的效益不斷下降，這使得抽油桿的受力更為復(fù)雜，抽油泵的工作條件越來越惡劣。柱塞與泵筒之間的泄漏量和摩擦力將直接影響有桿抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)狀況，目前抽油泵泵閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究無法模擬井下抽油泵的真實(shí)工作情況。本文針對以上情況，從影響泵工作特性的因素入手，主要做了以下研究：
　　首先，分析了影響柱塞與泵筒之間摩擦力的相關(guān)

2、因素，包括偏心率、間隙等級(jí)、泵徑、柱塞運(yùn)動(dòng)速度、柱塞上下壓差等，應(yīng)用Gambit軟件，建立了三維柱塞泵筒間隙仿真模型；在Fluent軟件里設(shè)置進(jìn)出口的壓力、流體屬性以及柱塞速度等約束條件，建立柱塞泵筒間隙瞬態(tài)仿真模型。
　　其次，模擬計(jì)算柱塞在同心和偏心不同工況下，牛頓流體和冪律流體分別通過間隙時(shí)的泄漏量和摩擦力；根據(jù)模擬結(jié)果，回歸得到泄漏量和摩擦力的表達(dá)式；建立了影響因素敏感性分析模型。
　　然后，考慮地面抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)特性，

3、以懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基礎(chǔ)，建立了柱塞運(yùn)動(dòng)模型；在得出柱塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況下，針對上沖程時(shí)流體進(jìn)泵的全過程，建立抽油泵二維模型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件指定。結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和UDF編程，應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬，實(shí)現(xiàn)了柱塞運(yùn)動(dòng)與流場計(jì)算域的同步求解。
　　最后，得到不同時(shí)刻泵內(nèi)流體速度場分布規(guī)律，以及閥口開度、沉沒壓力、氣液比、原油粘度和柱塞速度等因素對抽油泵充滿程度的影響；數(shù)值模擬的結(jié)果為今后抽油泵工況研究提供了相