射吸式压裂液混配装置设计与研究

发布时间：2017-07-20 02:09

  本文关键词：射吸式压裂液混配装置设计与研究

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【摘要】：油气井水力压裂是油田开发增产的最主要手段,为了克服预先在车间配制好压裂液,然后再运往作业井场的诸多缺陷,目前已经开展在现场进行实时配制压裂液的研究和使用工作。目前现场实时配药系统所有加药泵都是用计量泵实现,其动力配备及其控制系统的结构复杂,设备制造成本高,加药量的调节难度大。本文主要针对这些问题,设计了一种采用多级射流泵串联的加药泵射吸式压裂液混配装置,并建立了其相关的设计及工作理论。对射吸式压裂液混配装置进行了总体方案设计、多级串联射流泵混配装置设计、粉料螺旋输送器设计和选配及其它主要设备的选配。对多级串联射流泵混配装置进行了结构设计,建立了射吸式混配装置流体流动参数计算模型,进行了多级串联射流泵混配装置内药品扩散理论分析,通过分析计算,确定了装置的主要参数和多级串联射流泵吸入性能及其流量匹配规律。利用Fluent流体分析软件,分别对多级混配装置的单级结构和多级串联结构进行了流场模拟,分析了多级混配装置内湍流混合规律内部流场各个流动参数,求出了其在正常工作时各个位置的压力值。对射吸式压裂液混配装置加药量自动调节系统进行了方案设计,分析了控制系统的结构及功能,包括混配流程、整体方案设计、硬件的选配等内容。本文的研究结果对压裂液混配装置的设计具有一定的参考作用。
【关键词】：压裂液 混配装置 射吸泵 流场分析 计算模型
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE934.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 研究目的和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 研究内容10-11
• 1.4 创新点11-12
• 第二章 射吸式压裂液混配系统总体设计及主要设备选配12-22
• 2.1 射吸式压裂液混配系统工艺流程12
• 2.2 射吸式压裂液混配系统总体方案设计12-14
• 2.2.1 射吸式压裂液混配系统总体结构及布局12-14
• 2.2.2 射吸式压裂液混配系统动力传动方案设计14
• 2.3 多级混配装置方案设计14-17
• 2.4 螺旋输送器设计和选配17-19
• 2.5 其他主要设备的选配19-21
• 2.5.1 工作泵的选配19-20
• 2.5.2 发动机的选配20
• 2.5.3 搅拌设备的选配20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第三章 混配装置设计理论及计算模型建立22-37
• 3.1 混配装置设计理论基础22-23
• 3.1.1 混配装置喷射传质机理22
• 3.1.2 混配装置喷射混合机理22-23
• 3.2 混配装置基本参数的确定23-25
• 3.2.1 混配装置基本参数方程23
• 3.2.2 混配装置流速系数确定23-25
• 3.2.3 混配装置最优参数确定25
• 3.3 混配装置结构设计计算方法25-27
• 3.4 混配装置流动参数计算模型建立27-31
• 3.4.1 单级混配装置流动参数模型27-29
• 3.4.2 多级混配装置流动参数模型29-31
• 3.5 混配装置吸入及配比计算模型建立31-33
• 3.5.1 混配装置药品配比流量计算模型31
• 3.5.2 混配装置混合理论模型31-33
• 3.6 混配装置药品混合扩散理论基础33-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第四章 混配装置结构设计及研究37-59
• 4.1 混配装置工况参数确定37-38
• 4.2 混配装置结构设计及流动参数确定38-55
• 4.2.1 第一级混配装置结构设计及流动参数确定38-43
• 4.2.2 第二级混配装置结构设计及流动参数确定43-44
• 4.2.3 第三级混配装置结构设计及流动参数确定44-46
• 4.2.4 第四级混配装置结构设计及流动参数确定46-48
• 4.2.5 第五级混配装置结构设计及流动参数确定48-50
• 4.2.6 第六级混配装置结构设计及流动参数确定50-51
• 4.2.7 第七级混配装置结构设计及流动参数确定51-53
• 4.2.8 第八级混配装置结构设计53-55
• 4.3 混配装置吸入及配比性能参数确定55-56
• 4.4 混配装置性能分析计算56-58
• 4.4.1 单级混配装置效率计算56-57
• 4.4.2 多级混配装置效率计算57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 混配装置流场三维模拟及优化59-68
• 5.1.单级混配装置流场仿真59-62
• 5.2 多级混配装置流场仿真62-66
• 5.3 多级混配装置结构形式仿真优化66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 混配装置加药量自动控制系统设计68-72
• 6.1 加药量自动控制系统方案设计68-69
• 6.1.1 液添装置加药量自动控制系统方案设计68
• 6.1.2 固添装置加药量自动控制系统方案设计68-69
• 6.2 加药量自动控制系统结构设计69-71
• 6.2.1 加药量自动控制系统硬件结构设计69-70
• 6.2.2 混配装置加药量自动控制系统硬件选配70-71
• 6.3 本章小结71-72
• 第七章 结论72-74
• 7.1 结论72-73
• 7.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77
• 攻读硕士学位期间所发表的论文77-78

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