柱塞气举密封结构优化设计及其间隙流流动特性分析

发布时间：2020-06-27 05:21

【摘要】：气井生产会伴随着积液的产生,严重时会影响气井正常的生产。现场会采取多种排水采气的方法进行排液,柱塞气举作为排水采气的一种,因其设备简单、投入少而被广泛使用。但柱塞工具由于自身结构的影响,在举升过程中漏失量较大,使得其举升效率较低。本文从柱塞漏失严重的角度出发,设计了可变径自力式排水采气柱塞。本文主要研究内容如下:(1)调研了大量柱塞文献和专利,总结现有柱塞的优缺点,并针对现有柱塞漏失量大的问题,设计了可变径自力式排水采气柱塞工具,工具长460mm,最大直径56mm;(2)研究了柱塞在井筒的运动规律,运用数学方法建立了柱塞在井筒中的动力学模型,并给出了动力学模型的数值求解方法;(3)运用ANSYS WORKBENCH软件对柱塞密封胶筒进行了有限元分析,并对胶筒的材料、尺寸、厚度以及硬度进行了优化设计,优化之后的密封胶筒参数为:材料氟橡胶、长度60mm、厚度8mm、硬度75;(4)研究了间隙流动规律,推出了间隙流动的速度分布和流量计算公式;运用FLUENT软件对柱塞间隙流流动特性进行了数值模拟分析,得出了柱塞间隙流流动规律及柱塞漏失的影响因素,以及柱塞与油管间隙宽度为0.3mm、柱塞上下压差为1.5MPa时柱塞具有更小的漏失量。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE37
【图文】：

（a）全球 （b）亚洲 （c）中国图 1-1 能源使用比例但是由以上三个饼状图可以很清楚的看出来我国对天然气的使用远不如世界。为了解决这一明显的能源使用短板问题的同时响应世界对绿色能源使用的号召，预计在未来几年内，我国对天然气需求量将会显著上升,天然气在全国能源市场范围内将会得到很

（a） （b） （c） （d）图 2-1 柱塞举升系统原理图气举排水采气举升系统类似于间歇气举排水采气举升系统，二者示：表 2-1 柱塞气举与间歇气举的区别

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本文编号：2731375