智能配水器中仿生型調(diào)節(jié)閥的研究.pdf

1、目前油田分層注水工藝已經(jīng)發(fā)展到測調(diào)聯(lián)動分層注水工藝，用于實現(xiàn)井下參數(shù)實時監(jiān)測和注水量調(diào)節(jié)，而智能配水器作為測調(diào)聯(lián)動系統(tǒng)中的核心部件，其初始成本高、壽命低成為制約測調(diào)聯(lián)動分層注水工藝推廣的重要因素，而且目前的智能配水器除了壽命低還存在調(diào)節(jié)不精確和功耗大的現(xiàn)象。本文針對智能配水器的調(diào)節(jié)精度、壽命低和功耗大的問題進(jìn)行深入研究并給出一些解決方案。
　　首先，采用理論設(shè)計和仿真修正的方法設(shè)計具有直線流量特性的調(diào)節(jié)閥閥芯。通過公式計算并繪制具

2、有直線流量特性的閥芯，再使用仿真模擬實際工況計算出該閥芯的實際流量曲線，隨后使用ISIGHT優(yōu)化軟件調(diào)整閥芯形面參數(shù)，使調(diào)節(jié)閥的流量曲線具有更高的線性度，從而提高流量調(diào)節(jié)的分辨率。
　　其次，為了增加調(diào)節(jié)閥閥芯在含沙水流中使用的壽命，采用仿紅柳抗沖蝕外形的方式增加閥芯的抗沖蝕性能。通過分析紅柳的抗沖蝕特性，給出六種仿生抗沖蝕結(jié)構(gòu)以及不同的排列方式。然后將其應(yīng)用到閥芯沖蝕磨損較為嚴(yán)重的區(qū)域，并使用FLUENT的離散相模型計算每一種仿

3、生模型的沖蝕磨損率，并對比選擇抗沖蝕性能最好的仿生結(jié)構(gòu)。使用ISIGHT優(yōu)化軟件優(yōu)化閥芯上抗沖蝕結(jié)構(gòu)的參數(shù)，使其抗沖蝕性能最佳，從而提高了配水器中調(diào)節(jié)閥的壽命。
　　最后，分析閥芯的受力特點并設(shè)計一種仿魚類的靜力平衡機(jī)構(gòu)，同時分析其穩(wěn)定性。使用FLUENT的動態(tài)網(wǎng)格模型分別討論調(diào)節(jié)閥在關(guān)閉和開啟過程中閥芯移動速度不同時周圍流場的變化，并且監(jiān)測閥芯部位的受力，分析和對比調(diào)節(jié)閥在關(guān)閉和開啟過程中閥芯移動速度不同時閥芯前端的受力情況。根