石油开采中流量控制工具阀的仿真研究

发布时间：2020-04-08 12:04

【摘要】：在实际采油过程中,因底水锥进等原因导致油层出水,这往往会增加原油提取难度,增加开采成本,降低开采效率。为减轻油层出水的程度,达到控水增油的目的,在现有的ICD(Inflow Control Device)和ICV(Inflow Control Valve)的基础上,结合流体力学的相关理论知识,自主研发出一种流量控制工具阀。流量控制工具阀结构比较简单,同时兼具ICD和ICV的优点,能根据流体粘度的不同控制流量,实现控水增油的效果。流量控制工具阀是一种熔融焊接的整体结构,整体结构尺寸较小,由碟片、底座、阀体和外唇等部分组成。流量控制工具阀通过流体粘度的不同来改变工具阀碟片的开度,低粘度流体时碟片趋于关闭,高粘度流体时碟片趋于打开,达到控水和增油的效果。研究过程中采用了计算机流体仿真技术。根据机理研究结果,通过Inventor简化内流通道三维建模,网格划分并进行仿真分析,模拟仿真来确定其收敛准则,利用其中的求解器对流量控制工具阀的稳态性能进行仿真。仿真分析获得相应的流场压力、流量大小和粘度敏感范围等结果,验证了流量控制工具阀具有较好的控水增油的效果。仿真过程中,通过改变流量控制工具阀的结构参数来使其控水效果达到最佳,且引压孔的设计能使控水效果达到最佳,选取工具阀的合理尺寸(碟片面积与孔面积等),将使工具阀的性能最优化。就流体密度、温度、不同压差,粘度等因素对流量控制工具阀性能的影响也进行了相应的研究。最后对流量控制工具阀的冲蚀及寿命进行了分析,计算出不同材料下给定寿命的流量控制工具阀的可信度。通过三次现场实验,并将得到的数据与仿真结果进行比对,分析流量控制工具阀的仿真可靠性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE93

【参考文献】

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本文编号：2619320