全金属单螺杆泵内部流场分析及结构参数改进研究
发布时间：2023-05-10 05:04
单螺杆泵是一种旋转式容积泵,在高粘度稠油开采中应用较为广泛。但井下恶劣的环境极易引起橡胶的温胀和溶胀,降低定子衬套的运行寿命,而随着稠油热采工艺的迅速发展,如何使单螺杆泵承受高温成为困扰科研工作者的难题。随着对单螺杆泵内部漏失机理认识的加深,研究人员发现将定子材料由橡胶变为金属、定转子之间采用间隙配合的全金属单螺杆泵能够承受井下的高温,这一突出优势促使各大油服公司以及科研单位加大了对全金属单螺杆泵的研究力度。由于全金属单螺杆泵自身空间构造的复杂性,数值模拟初期常采用二维模型替代三维模型,计算结果往往跟实际情况有较大的偏差;而在三维数值模拟方面,由于转子复杂的运动方式,分析时常将瞬态过程转化为静态过程,数值模拟结果无法完整准确的描述出泵内流场分布规律。针对以上问题,本文开展了全金属单螺杆泵三维瞬态的数值模拟,以提高全金属单螺杆泵流场稳定性和工作性能为导向进行更深入的研究,本文主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)基于JSLGB130全金属单螺杆泵结构参数构建三维计算模型,参考以往数值模拟分析经验设置边界条件,选择Gamboa的试验数据与数值模拟结果进行对比分析,验证模型边界条件施加的正...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 论文的研究背景
1.1.2 单螺杆泵举升工艺的发展历程
1.1.3 单螺杆泵的结构及工作原理
1.1.4 单螺杆泵采油技术的优点
1.2 单螺杆泵采油的技术现状
1.2.1 单螺杆泵采油所面临的问题
1.2.2 单螺杆泵采油技术进展
1.3 单螺杆泵研究进展
1.3.1 传统单螺杆泵内部流场研究进展
1.3.2 全金属单螺杆泵研究现状
1.3.3 当前研究存在的主要问题
1.4 论文研究内容及创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文创新点
第2章 全金属单螺杆泵的理论基础
2.1 全金属单螺杆泵结构及内部漏失机理
2.1.1 全金属单螺杆泵的结构组成
2.1.2 全金属单螺杆泵的内部漏失机理
2.2 全金属单螺杆泵转子及定子型线理论
2.2.1 转子型线方程
2.2.2 定子型线方程
2.3 全金属单螺杆泵运动学特征
2.3.1 转子的自转与公转
2.3.2 转子的运动轨迹及速度
2.3.3 转子表面运动规律
2.4 本章小结
第3章 全金属单螺杆泵计算模型创建
3.1 引言
3.2 三维模型的创建
3.2.1 螺杆的三维模型
3.2.2 全金属定子的三维模型
3.2.3 全金属单螺杆泵几何模型装配
3.2.4 全金属单螺杆泵流体域的创建
3.2.5 流体域网格划分
3.3 数值模拟分析策略及模型验证
3.3.1 数值模拟分析策略
3.3.2 计算模型验证
3.4 本章小结
第4章 运行参数对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
4.1 输送介质粘度对流场及性能的影响
4.1.1 介质粘度对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.1.2 介质粘度对全金属单螺杆泵性能的影响
4.2 转子转速对流场及性能的影响
4.2.1 转子转速对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.2.2 转速对全金属单螺杆泵性能的影响
4.3 单级增压值对流场及性能的影响
4.3.1 单级增压值对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.3.2 单级增压值对全金属单螺杆泵性能的影响
4.4 粘度和转速对全金属单螺杆泵内部流场及性能影响的综合分析
4.4.1 转速和粘度对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.4.2 转速和粘度对全金属单螺杆泵性能的影响
4.5 本章小结
第5章 结构参数对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.1 间隙值对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.1.1 不同间隙值下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.1.2 不同间隙值下全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.1.3 间隙值对全金属单螺杆泵性能的影响
5.2 偏心距对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.2.1 不同偏心距下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.2.2 不同偏心距下全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.2.3 偏心距对全金属单螺杆泵性能的影响
5.3 定子导程对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.3.1 不同定子导程下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.3.2 不同定子导程全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.3.3 定子导程对全金属单螺杆泵性能的影响
5.4 结构参数对全金属单螺杆泵漏失性能的影响
5.4.1 全金属单螺杆泵漏失位置分析
5.4.2 结构参数对全金属单螺杆泵漏失量的影响
5.5 本章小结
第6章 全金属单螺杆泵结构参数改进
6.1 全金属单螺杆泵结构参数改进方案
6.2 不同改进方案泵内压力比较
6.2.1 稠油热采时泵内压力比较
6.2.2 稠油冷采时泵内压力比较
6.3 不同改进方案泵内速度比较
6.3.1 稠油热采时泵内速度比较
6.3.2 稠油冷采时泵内速度比较
6.4 不同改进方案下全金属单螺杆泵的性能比较
6.4.1 稠油热采时全金属单螺杆泵的性能比较
6.4.2 稠油冷采时全金属单螺杆泵的性能比较
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3813088
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 论文的研究背景
1.1.2 单螺杆泵举升工艺的发展历程
1.1.3 单螺杆泵的结构及工作原理
1.1.4 单螺杆泵采油技术的优点
1.2 单螺杆泵采油的技术现状
1.2.1 单螺杆泵采油所面临的问题
1.2.2 单螺杆泵采油技术进展
1.3 单螺杆泵研究进展
1.3.1 传统单螺杆泵内部流场研究进展
1.3.2 全金属单螺杆泵研究现状
1.3.3 当前研究存在的主要问题
1.4 论文研究内容及创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文创新点
第2章 全金属单螺杆泵的理论基础
2.1 全金属单螺杆泵结构及内部漏失机理
2.1.1 全金属单螺杆泵的结构组成
2.1.2 全金属单螺杆泵的内部漏失机理
2.2 全金属单螺杆泵转子及定子型线理论
2.2.1 转子型线方程
2.2.2 定子型线方程
2.3 全金属单螺杆泵运动学特征
2.3.1 转子的自转与公转
2.3.2 转子的运动轨迹及速度
2.3.3 转子表面运动规律
2.4 本章小结
第3章 全金属单螺杆泵计算模型创建
3.1 引言
3.2 三维模型的创建
3.2.1 螺杆的三维模型
3.2.2 全金属定子的三维模型
3.2.3 全金属单螺杆泵几何模型装配
3.2.4 全金属单螺杆泵流体域的创建
3.2.5 流体域网格划分
3.3 数值模拟分析策略及模型验证
3.3.1 数值模拟分析策略
3.3.2 计算模型验证
3.4 本章小结
第4章 运行参数对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
4.1 输送介质粘度对流场及性能的影响
4.1.1 介质粘度对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.1.2 介质粘度对全金属单螺杆泵性能的影响
4.2 转子转速对流场及性能的影响
4.2.1 转子转速对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.2.2 转速对全金属单螺杆泵性能的影响
4.3 单级增压值对流场及性能的影响
4.3.1 单级增压值对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.3.2 单级增压值对全金属单螺杆泵性能的影响
4.4 粘度和转速对全金属单螺杆泵内部流场及性能影响的综合分析
4.4.1 转速和粘度对全金属单螺杆泵内部流场的影响
4.4.2 转速和粘度对全金属单螺杆泵性能的影响
4.5 本章小结
第5章 结构参数对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.1 间隙值对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.1.1 不同间隙值下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.1.2 不同间隙值下全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.1.3 间隙值对全金属单螺杆泵性能的影响
5.2 偏心距对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.2.1 不同偏心距下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.2.2 不同偏心距下全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.2.3 偏心距对全金属单螺杆泵性能的影响
5.3 定子导程对全金属单螺杆泵内部流场及性能的影响
5.3.1 不同定子导程下全金属单螺杆泵内部压力分布
5.3.2 不同定子导程全金属单螺杆泵腔室内速度分布
5.3.3 定子导程对全金属单螺杆泵性能的影响
5.4 结构参数对全金属单螺杆泵漏失性能的影响
5.4.1 全金属单螺杆泵漏失位置分析
5.4.2 结构参数对全金属单螺杆泵漏失量的影响
5.5 本章小结
第6章 全金属单螺杆泵结构参数改进
6.1 全金属单螺杆泵结构参数改进方案
6.2 不同改进方案泵内压力比较
6.2.1 稠油热采时泵内压力比较
6.2.2 稠油冷采时泵内压力比较
6.3 不同改进方案泵内速度比较
6.3.1 稠油热采时泵内速度比较
6.3.2 稠油冷采时泵内速度比较
6.4 不同改进方案下全金属单螺杆泵的性能比较
6.4.1 稠油热采时全金属单螺杆泵的性能比较
6.4.2 稠油冷采时全金属单螺杆泵的性能比较
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3813088
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