基于遼河油田需求的稠油泵的流場(chǎng)分析.pdf

1、隨著世界能源的緊張，各國(guó)越來(lái)越重視稠油的開(kāi)發(fā)。目前在稠油的輸送中使用的輸送泵存在諸如效率低、維護(hù)周期短、維護(hù)費(fèi)用高、對(duì)環(huán)境存在污染等問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保、耐用的稠油輸送泵，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　 在稠油輸送中，泵閥一直是影響往復(fù)泵向大功率、高壓力和大排量方面發(fā)展的一個(gè)主要因素，泵閥的優(yōu)化研究成為往復(fù)泵設(shè)計(jì)的一個(gè)主要內(nèi)容。傳統(tǒng)的泵閥設(shè)計(jì)優(yōu)化主要依據(jù)建立在一元流理論基礎(chǔ)上的半經(jīng)驗(yàn)公式與工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖表，這給

2、設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大困難，限制了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的數(shù)值仿真技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了新途徑。通過(guò)數(shù)值仿真不但能取得產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的流動(dòng)特性參數(shù)，掌握流場(chǎng)內(nèi)部的詳細(xì)情況，還可以縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，有效地指導(dǎo)了泵閥的設(shè)計(jì)。
　　 對(duì)于靠液動(dòng)力和彈簧作用下的流固耦合問(wèn)題，閥門(mén)的運(yùn)動(dòng)極其復(fù)雜，不能用簡(jiǎn)單的方法反映其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本文利用編程給定閥芯運(yùn)動(dòng)的位移、時(shí)間、速度、加速度和液動(dòng)力等參數(shù)之間的相互關(guān)系，與CFD進(jìn)行結(jié)合，來(lái)

3、模擬閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉的非定常過(guò)程。從流場(chǎng)分析的角度對(duì)泵閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)和泵的性能參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。研究了彈簧因素對(duì)泵閥升程和滯后的影響，提出了合理的輔助彈簧。對(duì)不同原油粘度下的流場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，得出了粘度與柱塞速度的最佳匹配。
　　 對(duì)設(shè)計(jì)的型號(hào)為7KH-50-2.5的7缸往復(fù)泵成品進(jìn)行試驗(yàn)和性能測(cè)試，進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)的成效。通過(guò)一周的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試得出，該泵在額定工況下效率可達(dá)89％，容積效率可達(dá)94％，且運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)故障，無(wú)泄露，可滿(mǎn)