天然气井排水采气自适应柱塞设计与仿真分析

发布时间：2022-01-05 07:41

　　在天然气开采过程,井底压力不断降低,并逐渐产生井底积液。井底积液会极大降低日安然气井生产效率,因此研究天然气井的排水采气技术对天然气开采具有重要意义。本文进行了自适应柱塞的结构设计、控制系统设计与运动过程理论分析。在柱塞结构设计方面,旁通式柱塞具有下落速度快、滑脱率低、可靠性高的特点,故选用旁通式柱塞。在控制系统设计方面,自适应柱塞利用传感器测量温度、压力和加速度,以判断柱塞是否入水,进而控制柱塞节流阀开启和关闭。在运动理论分析方面,本文建立了柱塞下行和上行两个阶段的运动模型,并依据柱塞在不同阶段的受力特点建立柱塞运动微分方程,为求得柱塞运动关系提供理论基础。本文利用Fluent对柱塞的运动过程进行CFD分析,获得运动过程中力、路程、速度、时间的关系。柱塞在空气中下落时,速度从0m/s快速上升到30m/s,之后保持匀速运动;入水时,速度由30m/s快速下降至7.587m/s;进入水中后,在水的阻力作用下,速度下降至3.48m/s后匀速下落。当柱塞到达指定深度后,完全关闭阀门,柱塞悬停于井底积液中。上行过程中,单次作业排液量、柱塞到达地面速度都与举升液柱初始高度成正相关关系,因此为保证排... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

柱塞排水

哈尔滨工业大学工学硕士论文3a)产液阶段b)关井阶段c)排液阶段d)产气阶段图1-1柱塞排水采气工艺过程[6]图1-2为机械柱塞排水采气系统示意图，表1-2为图1-2中机械柱塞排水采气系统各部分结构功能说明。图1-2机械柱塞排水采气系统[6]

哈尔滨工业大学工学硕士论文3a)产液阶段b)关井阶段c)排液阶段d)产气阶段图1-1柱塞排水采气工艺过程[6]图1-2为机械柱塞排水采气系统示意图，表1-2为图1-2中机械柱塞排水采气系统各部分结构功能说明。图1-2机械柱塞排水采气系统[6]

【参考文献】：
期刊论文
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[3]柱塞气举排水采气远程控制系统[J]. 李旭日,田伟,李耀德,杨亚聪,李丽,惠艳妮.  石油钻采工艺. 2015(03)
[4]铝球弹丸高速撞击薄壁钢管穿孔行为的数值模拟[J]. 王猛,施晓涵.  沈阳理工大学学报. 2015(02)
[5]薄壁管壳高速正撞击穿孔特性的数值研究[J]. 王猛,张立佼,唐恩凌.  航空学报. 2015(12)
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[8]基于Fluent软件的新型柱塞气举流场的数值模拟[J]. 段进贤,李颖川,钟海全.  石油天然气学报. 2014(03)
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[10]SPH-FEM接触算法在冲击动力学数值计算中的应用[J]. 张志春,强洪夫,高巍然.  固体力学学报. 2011(03)

博士论文
[1]气井井下气液分离回注技术研究[D]. 付静.中国石油大学 2009

硕士论文
[1]自启式柱塞优化设计及其连续排水采气工艺研究[D]. 李庭玉.西安石油大学 2018
[2]大斜度井柱塞气举排水采气模拟与优化[D]. 曹银平.西南石油大学 2018
[3]二维物体入水砰击理论及其应用研究[D]. 寇莹.中国舰船研究院 2017
[4]柱塞排水采气工艺模拟与优化[D]. 周宇驰.西南石油大学 2015
[5]柱塞气举排水采气工艺关键技术研究[D]. 田宝.西南石油大学 2015
[6]苏里格气田气水分布及产水规律研究[D]. 张海荣.西安石油大学 2014
[7]不关井连续生产柱塞气举排水采气工艺研究[D]. 周际永.成都理工大学 2006



本文编号：3570034