斜井潜油电泵扶正设计与冲蚀模拟

发布时间：2024-07-06 02:39

　　潜油电泵机组用于斜井采油时,横向力分量使电泵机组变形将改变其与套管的配合间隙甚至产生接触摩擦。鉴于此,建立了潜油电泵机组有限元模型,获得井斜度对电泵机组径向位移的影响规律。对扶正后电机外壳与套管间流场进行流体仿真分析,得到电机外壳井液速度分布规律,计算了不同含砂体积分数井液对电机外壳的冲蚀率,并预测电机使用寿命。研究结果表明:无扶正状态下电泵外壳最大径向位移随倾斜角度增大呈线性增长;设置扶正器后,最大流速有所下降,但随电泵倾角的增加而增大;井液含砂体积分数对电机壳体表面冲蚀率和寿命的影响呈线性关系。所得结论可为斜井环境中不同井斜度、多种管径配套尺寸的扶正方案及冲蚀寿命评估提供参考。

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【部分图文】：

图1电泵机组三维实体模型

以胜利油田泵业公司生产的某电泵机组为研究对象,其三维实体模型如图1所示。机组整体长度为19.5m,机组最大直径为116mm,长径比为168,因此模型为典型细长杆模型。采用ANSYSWorkbench16.0对电泵机组整体进行动力学分析。为提高计算精度并使计算工作量保持在可....

图2有限元模型

根据潜油电泵实际工况,建立有限元分析模型,如图2所示。约束电泵机组上端X、Y和Z方向位移自由度(轴线方向为Z方向),约束电泵机组下端X和Y方向位移自由度。杆轴两端与轴承采用Revolute连接(不约束绕轴的相对旋转),如图2a所示;杆轴中间与轴承采用Cylindrical连接(不....

图3电机轴角速度加载方式

在初始笛卡尔坐标系下绕Y轴旋转相应角度建立重力坐标系,考虑整体模型的重力,重力方向为-Z方向;根据各级叶轮扬程计算流体对叶轮的作用,在中心轴上施加沿轴线方向向下的流体作用力载荷。电泵机组电机转速为2850r/min,对电机转轴施加298.3rad/s的角速度。为了减少分析量....

图4电泵机组扶正前位移与井斜关系

整体外壳与电机外壳最大径向位移随角度增大而增加,井斜20°以内整体外壳与电机外壳的最大径向位移与角度基本呈线性关系,井斜角越大,径向位移越大;井斜角一定时,最大径向位移随电机直径增大而减小。最大径向位移均发生在电泵机组两轴承支座中间的一级离心泵处,若布置1个扶正器,则将其安装在一....

本文编号：4001929