往复式水力增压泵的研制与应用

发布时间：2021-05-21 20:25

　　为了解决油田注水系统中,低压注水井群中存在高压注水井浪费能源的现象,本文研制了一种往复式水力增压泵,该泵是一种用水作动力液的活塞泵,采用注水管网系统的来水作为动力源,按照能量守恒原理,利用该产品的压差往复驱动装置,将管网来水分别转换成低压水和高压水,从而实现在来水压力低于高压井注水压力的情况下的高、低压注水井的注水工艺。论文的主要研究内容为:采用管网来水作为主要动力源,实现了在管网来水压力低于高压井配注压力的高压井注水工艺,解决了往复式水力增压泵少数高压井与低压井共处同一区块的注水难题;提出了往复式水力增压泵的总体设计方案,关键部件的结构方案,详细参数,增压泵的工作原理、工作流程和增压原理;开展了流体动密封和静密封等基础理论研究,对间隙密封段的长度、密封槽的数量和深度进行了仿真分析,在仿真分析的结果上提出了优化的结构参数,为产品设计质量建立了完备的理论保证体系。提出了基于GPRS技术的增压泵远程启停和数据监控的控制方法,实现了压差驱动往复式增压泵远程启停和基本生产数据传输的功能,降低了增压泵人工维护的成本,增加了该装置的适用性和实用性;研制了往复式水力增压泵装置,在现场进行了实验研究和... 

【文章来源】：东北石油大学黑龙江省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文研究的背景及意义
    1.2 国内外注水泵研究与发展概况
        1.2.1 国内注水泵研究现状
        1.2.2 国外注水泵研究现状
    1.3 间隙密封与阀门流场研究现状
        1.3.1 间隙密封仿真研究现状
        1.3.2 阀门流场仿真现状
    1.4 论文研究的主要内容
第二章 往复式水力增压泵总体方案
    2.1 总体方案
        2.1.1 增压泵总体方案
        2.1.2 换向阀方案设计
        2.1.3 泵缸体设计方案
    2.2 泵的工作原理
        2.2.1 工作原理
        2.2.2 工作过程
        2.2.3 增压原理
        2.2.4 调控原理
    2.3 电气控制方案
        2.3.1 电路图
        2.3.2 PLC部分
    2.4 总体参数的选择与确定
    2.5 本章小结
第三章 液力端主要零部件设计
    3.1 液缸体
        3.1.1 液缸体结构特点及选择
        3.1.2 泵筒壁厚确定及校核
        3.1.3 强度校核
    3.2 换向阀的设计
        3.2.1 换向阀结构计算
        3.2.2 换向阀受力计算
    3.3 电动机参数确定
    3.4 泵阀设计计算
        3.4.1 弹簧的设计
        3.4.2 泵阀其余尺寸的确定
        3.4.3 泵阀校核
    3.5 活塞、活塞杆、法兰、螺栓
        3.5.1 活塞的结构及尺寸确定
        3.5.2 活塞杆设计
        3.5.3 法兰厚度计算
        3.5.4 危险处螺栓强度校核
    3.6 管道
        3.6.1 总来水管道计算
        3.6.2 总低压水管道计算
        3.6.3 高压水管道计算
    3.7 本章小结
第四章 换向滑阀间隙密封性能研究
    4.1 换向阀原始几何模型仿真
    4.2 改变结构后几何模型仿真
        4.2.1 改变结构后几何模型
        4.2.2 数学模型
        4.2.3 仿真计算
    4.3 结构优化仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 水力增压泵的系列化设计
    5.1 流量系列化设计
    5.2 压力、流量配比的系列化
    5.3 流量、压力、高低压井流量配比系列化
    5.4 本章小结
第六章 基于GPRS的增压泵远程控制
    6.1 GPRS系统结构
    6.2 GPRS模块选择
    6.3 GPRS模块的串口电路设计及控制方法
    6.4 本章小结
第七章 往复式水力增压泵的实验与应用
    7.1 水力增压泵的组装步骤
    7.2 实验调试
        7.2.1 实验装置组成
        7.2.2 实验工艺流程
        7.2.3 实验压力数据
        7.2.4 实验异常情况
    7.3 现场实验
        7.3.1 现场工艺
        7.3.2 操作说明
        7.3.3 安全注意事项
        7.3.4 操作中可能发生的故障
        7.3.5 维护
        7.3.6 调试实验
        7.3.7 实验数据及分析
    7.4 泵的现场应用与改进
    7.5 操作中可能发生的故障
    7.6 本章小结
结论
参考文献
作者简介、发表文章及研究成果目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水力压差驱动的注水增压泵研制[J]. 任福深,陈素丽,林春文,徐峰,杨萍萍,常玉连,雷娜.  石油机械. 2015(12)
[2]压差驱动往复式水力增压泵研究与应用[J]. 任福深,陈素丽,杨萍萍,林春文,徐峰,常玉连,雷娜.  石油矿场机械. 2015(09)
[3]磁传动增压泵的结构设计[J]. 叶鑫锐.  油气田地面工程. 2015(08)
[4]迷宫密封非线性动力特性的数值计算方法[J]. 李强,刘淑莲,郑水英,孙婷梅.  浙江大学学报(工学版). 2009(03)
[5]基于FLUENT迷宫密封动力特性分析[J]. 孙婷梅,郑水英.  流体机械. 2008(08)
[6]阶梯型迷宫密封流场与泄漏量影响因素计算[J]. 赵斌.  流体机械. 2008(07)
[7]基于动网格与UDF技术的阀门流场数值模拟[J]. 刘华坪,陈浮,马波.  汽轮机技术. 2008(02)
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硕士论文
[1]基于ZigBee+GPRS的太阳能控制系统设计与实现[D]. 宋祖荣.华北电力大学 2014
[2]水液压驱动双作用注水泵的设计[D]. 靳梦龙.西安理工大学 2009
[3]汽车安防信息系统无线采集与传输部分的研究[D]. 孙玉书.大庆石油学院 2009
[4]基于FLUENT的抽油泵泵效的仿真研究与优化[D]. 鹿胜玉.山东大学 2008



本文编号：3200328