油田分层注水恒流堵塞器的研究

摘要

石油作为一种重要的战略物资，越来越受到各国的重视，如何高效地采油成为各国研究的热点。尤其我国是一个能源缺乏国，而大部分油田都已处于开发后期，高效采油更是急需解决的问题。分层定量注水是目前油田广泛采用的技术，其中堵塞器是重要的部件，研制性能更好的堵塞器在整个石油开采技术中是重要的。
　　本文研制了一种结构简单、使用寿命长、成本低的油田恒流注水堵塞器。通过分析和比较，确定堵塞器为纯机械式，基本结构采用滑阀弹簧式。根据流体力学的基本知识建立了堵塞器的键合图模型，并使用软件20-SIM对堵塞器模型的静态特性和动态特性进行仿真，得到了模型的基本特性。然后对各结构参数下的堵塞器特性进行了参数扫描仿真，确定了基本结构参数值。
　　在综合考虑系列化、可调节、可靠性以及加工性要求的基础上，对堵塞器的结构进行了设计，主要有：将固定阻尼孔设计成分离部件；使用微调螺柱来对弹簧的预压缩量进行调整；在阀芯上开均压槽同时在弹簧和阀芯之间加定心机构以消除液压卡紧力。实验显示堵塞器能够实现定量注水中稳定流量的作用。
　　接着对堵塞器的结构进行了两方面的改进：一方面将普通式固定阻尼孔改为补偿式的结构，有串联式和并联式两种，保证固定阻尼孔的流量系数不变；另一方面在对阀口的液流角修正后，结合动力学分析和流场仿真，设计了一种可以抵消液动力的结构，使堵塞器更接近它的理论模型。
　　最后对改进后的堵塞器进行了实验，结果显示：并联式固定阻尼孔堵塞器的流量最大误差为6％，相比普通式固定阻尼孔堵塞器，性能有了明显提高。抵消液动力的改进结构虽然没有降低流量的最大误差，但在额定工作压差区间较大的范围内实际流量等于理想流量，堵塞器的性能也得到了提高，对以后的进一步研究具有指导意义。

目录

油田分层注水恒流堵塞器的研究

CONSTANT FLOW BLANKING PLUG FOR LAYERED WATER INJECTION IN OIL FIELDS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外发展状况

1.3 研究目的和意义

1.4 本文主要研究内容

第2章 恒流堵塞器的建模和仿真

2.1 引言

2.2 结构和工作原理

2.3 键合图模型的建立

2.4 计算机仿真

2.5 参数扫描仿真

2.6 本章小结

第3章 恒流堵塞器的研制

3.1 引言

3.2 恒流堵塞器的结构设计

3.3 静态实验

3.4 本章小结

第4章 恒流堵塞器结构的改进

4.1 引言

4.2 补偿式固定阻尼孔

4.3 堵塞器的动力学分析

4.4 堵塞器结构的改进

4.5 本章小结

第5章 实验结果分析

5.1 实验设计

5.2 实验结果及数据分析

5.3 实验中发现的问题

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢