注水管网动态分析及数学建模

摘要

随着油田开发的不断深入,注水量日趋增加,而注水系统的电能消耗也在不断增加,在油田开发成本中已占40％,如何提高油田注水系统效率已成为油田发展的一大问题,并迫切需要解决.作者先对新疆采油二厂注水管网的现状进行实地考察、调研,并在查阅了国内外大量文献的基础上,对直接决定管段压损大小的阻力系数λ、ξ的变化规律、影响因素、以及计算公式进行了具体分析、研究,从而制定出如何确定水力基本参数d和△的实验方案,并对其可行性进行分析论证,并对实验结果进行拟合.结果表明,水力基本参数d和△是不随管段中液体流态的变化而变化的,且根据实验数据、伯努利方程及流量连续性方程可计算出各个管段的基本水力参数,从而为水力数学模型的求解提供了基础.整个计算过程全由计算机来实现,使该理论更容易在油田现场得以使用和推广.在已知管网基本水力参数的情况下,对各个管段进行编号,并建立其相应的数据库,列写其相应的水力数学模型,并选取其中部分方程对其进行软件编程、实现等.计算结果表明,管网计算的理论依据是正确的,管段压降方程及节点的流量方程适用于现场支状管网的建立与求解.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1国内外现状

1.2课题背景

1.3研究的内容及其主要工作

1.4研究注水系统的目的及意义

第二章注水管网确定阻力系数的研究

2.1现状分析

2.1.1采油二厂管网现状

2.1.2现状分析

2.2确定阻力系数方法的研究

2.2.1经验公式估算λ值

2.2.2用摩迪图来估算λ值

2.3局部水头损失

2.3.1局部水头损失发生的原因

2.4可行性分析及论证

2.4.1沿程阻力系数分析

2.4.2局部阻力系数分析

第三章水力实验

3.1实验目的

3.2实验原理

3.3实验地点及装置

3.4实验所用设备与测试内容

3.4.1所用设备和管材

3.4.2测试内容

3.4.3实验装置及测量达到的要求

3.5实验方法及步骤

3.6被测管线结垢状况

3.7实验数据记录

3.8数据处理

3.10实验结果

3.11现场测试管线拟合

第四章水力模型的实验拟合

4.1沿程阻力系数λ的拟合

4.1.1准备工作

4.1.2实验管段的选取

4.1.3数据采集及测取

4.1.4验证步骤

4.1.5主要录取参数

4.1.6沿程阻力系数的拟合

4.2局部阻力损失系数的拟合

4.3注意事项

4.4拟合方法

4.4.1各流态的沿程阻力系数计算公式的基本形式

第五章注水管网的水力数学建模

5.1分析注水管网系统

5.2子系统划分的依据

5.3管网方程的建立

5.4局部损失的计算方法

5.5理论依据

5.6方程的求解

第六章管网软件

6.1软件系统平台

6.2功能需求描述

6.3软件界面

6.4计算流程

第七章结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文