油田用往复式注聚泵锥阀工作特性仿真分析.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics&SealO．03．2013油田用往复式注聚泵锥阀工作特性仿真分析张生昌，陈锡栋，邓鸿英(浙江工业大学，浙江杭州310014)摘要：建立了往复式注聚泵锥阀简化后的二维轴对称流场几何模型，给定进口阀的边界条件，利用Fluent软件对不同高粘度介质、不同最大开启高度下的锥阀内流场进行了数值模拟，获得了介质粘度、最大开启高度与阀进出口压差、阀隙流速、流量系数之间的定量关系。结果表明：随着介质粘度的增大，阀进出口压差增大，流量系数减小，而阀隙流速基本不变；随着最大开启高度的增大。进出口压差减小，阀隙流速减小，流量系数增大。该研究可为往复式注聚泵锥阀的

2、设计计算提供参考。关键词：往复式注聚泵；锥阀；粘度；阀隙流速；流量系数中图分类号：TH321，TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)03—0007—03SimulationAnalysisoftheOperatingCharacteristicsforOilfieldReciprocatingPolymerInjectedPumpPoppetValveZHANGSheng-chang,CHENXi—dong,DENGHongIy(ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：The

3、simplified2-Daxis-symmetrygeometrymodeloftheflowfieldforreciprocatingpolymerinjectedpumpisestablished，thengiventheboundaryconditionofinletvalve，thenumericalsimulationunderdiferenthighviscosityanddiferentmaximumopenheightforflowfieldisdonedependingonsoftwareFluent．Therelationshipbetweenviscosit

4、yandmaximumopenheighttopressurediferencebetweeninletandoutlet，valvegapflowvelocityanddischargecoefficientareobtained．Theresultsshowthatthepressurediferenceincreasesanddischargecoefficientdecreaseswiththeincreaseofviscosity，butthevelocityremainsrelativelyconstant．Thepressurediferenceandvelocity

5、decreasewiththeincreaseofmaximumopenheight，butdischargecoeficientisincreasing．Thestudyresultsprovidereferenceforthedesignofpoppetvalve．Keywords：reciprocatingpolymerinjectedpump；poppetvalve；viscosity；valvegapflowvelocity；dischargecoeficient0引言对锥阀工作特性的影响，总结出变化趋势，对往复式注聚泵进出口阀组的设计计算具有重要的工程价值。注聚三次采油

6、是近年来迅速发展的一种先进油田开采技术，已在我国石油开采中得到广泛应用，而往复1建立模型式注聚泵则是注聚三次采油最为关键的注入设备【l1。1．1几何模型与网格划分锥阀由于过流能力强、密封性好、响应快、动作可简化后的锥阀内流道二维轴对称几何模型如图1靠、抗污染能力强，已逐渐获得广泛应用[21。但锥阀工作所示。锥阀阀口结构及流动计算区域的主要参数如下：过程中，介质在阀内的流动十分复杂，会对锥阀的工作进口：L~=15mm：特性产生重大影响。尤其当往复式注聚泵用于输送高阀芯半锥角：45。；粘度聚合物时，由于介质高粘度和阀芯最大开启高度出口：Lc~=14mm，Lcr=43mm。的影响，液力端

7、采用锥阀往往存在着振动噪声大、效率C低和寿命短等缺点[3-51。AD由此可见，应用CFD方法对往复式注聚泵锥阀内部B流场进行仿真研究，分析介质高粘度、阀芯最大开启高度图1仿真计算几何模型收稿日期：2012—09—20作者简介：张生昌(1956一)，男，江西新干人，教授级高工，学士，主要从事利用Gambit软件对图l的求解区域进行网格划流体机械的教学与科研，特别是多种工业用容积泵产品的创新与开发。分。在入口和出口部分因为流速和压力变化缓慢，所以7HydraulicsPn