喷射型液态CO 2 地面混砂装置的设计与仿真

发布时间：2023-03-06 18:57

　　目前油气田广泛应用的混砂设备为地面混砂车,混砂车具有设备不够轻便,维修困难等问题。为解决以上问题,本文设计了一种地面喷射型液态CO₂地面混砂装置,该装置以射流原理为基础,能够代替地面混砂车进行地面混砂。本文主要研究内容如下:(1)对混砂装置的基本原理进行理论研究,利用连续方程、能量方程与伯努利方程等方法,带入射流泵的无量纲参数,推导出关于射流泵的基本方程式。(2)提出一种喷射型液态CO₂地面混砂装置,并给出该装置的基本原理及连接方式,并利用解析几何法求出混砂装置结构参数。(3)利用fluent软件对混砂装置进行三维模拟,以混砂装置出口面砂粒体积分布情况作为携砂效果的评价依据,确定最优结构尺寸参数和最优入口条件参数。(4)设计一套测试混砂装置携砂效果的实验方案,以混砂装置单位时间的携砂量作为携砂效果的评价指标,对混砂装置的实际携砂效果进行实验研究,将实验结果与模拟结果进行对比,研究影响混砂装置携砂性能的因素,探究混砂装置携砂作业的相关规律。

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
第二章 射流泵基本理论
    2.1 射流基本理论
    2.2 射流泵工作原理
    2.3 射流泵无量纲参数
    2.4 射流泵基本方程推导
    2.5 射流泵相似率
    2.6 射流泵的设计
    2.7 本章小结
第三章 混砂装置的总体设计
    3.1 混砂工艺流程
    3.2 液态二氧化碳参数
    3.3 喷射型液态二氧化碳地面混砂装置总体设计
        3.3.1 设计指标
        3.3.2 总体结构设计
    3.4 核心部件设计
        3.4.1 外部连接装置设计
        3.4.2 喷嘴设计
        3.4.3 喉管设计
        3.4.4 扩散管设计
        3.4.5 混砂装置关键结构尺寸
    3.5 材料选择
        3.5.1 混砂装置主体材料选择
        3.5.2 连接部件强度校核
        3.5.3 喷嘴材料选择
    3.6 本章小结
第四章 混砂装置的内部流场模拟
    4.1 CFD软件介绍
    4.2 创建几何模型
    4.3 生成网格
        4.3.1 网格结构选择
        4.3.2 网格划分
    4.4 Fluent计算设置
        4.4.1 求解器设置
        4.4.2 物理模型设置
        4.4.3 边界条件设置
    4.5 模拟结果
        4.5.1 两相流速度规律
        4.5.2 两相流体积分布
    4.6 喷嘴直径对携砂效果的影响
    4.7 喉嘴距对携砂效果的影响
    4.8 喉管直径对携砂效果的影响
    4.9 结构参数下携砂能力分析
    4.10 入口速度对携砂能力的影响
    4.11 入口压力对携砂能力的影响
    4.12 入口条件下携砂能力分析
    4.13 本章小结
第五章 混砂装置携砂实验研究
    5.1支撑剂密度测量实验
        5.1.1 实验目的
        5.1.2 实验步骤
        5.1.3 实验数据与处理
    5.2 携砂实验主要装置及仪器
        5.2.1 主要装置
        5.2.2 主要仪器仪表
    5.3 携砂实验目的及内容
        5.3.1 实验目的
        5.3.2 实验内容
        5.3.3 实验步骤
    5.4 携砂实验数据处理与结果分析
        5.4.1 携砂实验数据处理
        5.4.2 携砂实验结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果



本文编号：3757199