超音速喷管雾化器设计及理论研究

发布时间：2018-06-17 23:49

  本文选题：排水采气 + 积液　； 参考：《西安石油大学》2017年硕士论文

【摘要】：天然气开采过程中,由于井底产生积液,使气井无法正常生产的现象在各大气田普遍存在,因此清除井底积液是天然气开采过程中的一项重要工作。近几年,超音速雾化排水采气技术被提出,利用天然气的能量将井底积液雾化。本文在此基础之上,设计了一种超音速喷管雾化器,并进行了相关理论研究。本文对超音速雾化排水采气技术进行总体方案设计;对超音速喷管雾化器的结构进行了设计,研究了气流在拉伐尔喷管内的流动规律,结合拉伐尔喷管的设计方法对喷管进行设计;利用Fluent流体分析软件,首先对所设计的拉伐尔喷管进行仿真,验证了所设计喷管的合理性,再对雾化器内部的流场进行仿真,得到气体的速度云图及雾化液滴的分布情况,分析了气相压力、液相质量流率、气液入口夹角及混合孔直径对雾化效果的影响,最后对可携带出最大液滴的尺寸进行了研究;设计了一套试验系统及雾化器模型进行试验研究,通过改变气相和液相入口压力观察其对雾化效果的影响。通过研究发现所设计的雾化器雾化后的液滴直径小于可携带的液滴直径,可完全被携带出井筒。本文在雾化排水采气技术领域做了初步研究,为后续雾化排液研究提供了重要的参考作用。
[Abstract]:In the process of natural gas exploitation, because of the accumulation of liquid at the bottom of the well, the phenomenon that the gas well can not be produced normally exists in every gas field, so it is an important work to remove the fluid from the bottom hole in the process of natural gas production. In recent years, supersonic atomization drainage gas recovery technology has been put forward, using the energy of natural gas to atomize the bottom hole liquid accumulation. On this basis, a supersonic nozzle atomizer is designed and studied. In this paper, the overall scheme of supersonic atomization drainage gas recovery technology is designed, the structure of supersonic nozzle atomizer is designed, and the flow law of airflow in Laval nozzle is studied. Combined with the design method of Laval nozzle, the nozzle is designed by using fluent fluid analysis software, the rationality of the designed nozzle is verified by the simulation of the designed nozzle, and the flow field inside the atomizer is simulated. The influence of gas pressure, liquid mass flow rate, gas-liquid inlet angle and mixing hole diameter on the atomization effect was analyzed. Finally, the size of the largest droplet was studied. A set of test system and atomizer model were designed to study the effect of atomization by changing the inlet pressure of gas phase and liquid phase. It is found that the atomized droplet diameter of the atomized atomizer is smaller than that of portable droplet and can be carried out of wellbore completely. In this paper, a preliminary study has been made in the field of atomization drainage and gas recovery technology, which provides an important reference for the further study of atomization drainage.
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE937

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本文编号：2033010