页岩气井井口引射式增压工具优化研究

发布时间：2020-05-15 20:14

【摘要】：本文采用在井口安装引射工具的方法解决涪陵页岩气井的低产问题。首先调研了引射器的工作原理及发展现状,指出目前引射器所存在的问题,即流体性质和工况等因素对引射器影响较大,影响因素变化会导致引射效率急剧降低,因此需要对引射器的设计方法和结构进行优化来提升引射器的引射效率。之后根据调研及现场经验初步设计出适合于涪陵页岩气井工况的引射工具,利用ANSYS建立引射器三维物理模型,通过正交试验在已有结构尺寸基础上改变孔喉距、喉道长度、喉道直径、扩压室出口直径,利用Fluent计算软件对各试验组进行模拟,记录模拟结果并计算引射比,分析得出最优尺寸,试验结果表明所得最优尺寸引射器的引射比相比于最初设计提高了20%。通过观察引射器横向切面的压力和流速分析得出孔喉距、喉道长度、喉道直径、扩压室出口直径对引射效率的影响,然后将喷嘴后缘做开缝处理,研究后缘开缝喷嘴对引射效率的影响,通过正交试验设置不同的缝参数,利用Fluent软件对各组进行模拟,记录模拟结果并计算引射比,分析得出最优缝参数,结果表明最优缝参数喷嘴引射器的引射比相比于开缝前提高了10%,之后通过观察喷嘴出口截面流场分析了缝数、缝长、缝宽对引射器的引射效率的影响,发现适当的缝参数会使喷嘴出口形成流向涡,流向涡有助于卷吸引射流体,提高引射器的引射效率,流向涡强度越大,持续距离越长,则引射效率越高;缝数、缝长、缝宽皆存在最佳值,使引射器性能达到最佳;最后,利用控制变量法分析了工况对开缝喷嘴引射器的影响,结果表明,工况对开缝喷嘴引射器的影响与未开缝相似,引射效率随着工作流体压力的增大而不断增大;随着引射流体压力的增大而增大;随着出口压力的增大,工作流体流量基本不变,而引射流体流量逐渐减小,引射效率降低。
【图文】：

验数据的基础上得出一定的经验理论，随着计算机技术的发展，引式转向模拟和现场试验相结合，但是由于引射器在各个领域都有作介质对引射器的要求都存在差异，因此有些理论是相悖的，且影的因素有很多，要尽可能把更多的因素考虑在内（Sokolov M，11995；张书平，2004；吴革生，2009；龙学渊，2013）。射器应用现状器可用于平板速冻机，高压液体流经引射器膨胀，压力降低，进入的气体和未变成气体的液体一起进入气液分离器进行分离，分离后机成为高压气体回到冷凝器，分离的液体被引射器引射再进入蒸发陈依水，1990；陈依水，，1990）。平板速冻机结构如下图所示。

图 1-2 制冷系统结构简图用于热泵如图 1-3 所示（邹春妹，2016），经过发生器的液体入到引射器降压再经过冷凝器升压变为液体，一部分气体出，另一部分经蒸发器变为气体被引射器引射。从喷嘴出来的，引射管引射气体在 0-15℃，混合蒸汽为 35-55℃。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE931.1

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本文编号：2665574