基于AMESim的井下全液压抽油系统的建模与仿真.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals／No．10．2013基于AMESim的井下全液压抽油系统的建模与仿真周晓君．夏麟(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：该文根据井下全液压抽油系统的工作原理，搭建液压系统原理图，描述运用AMESim软件对该系统进行建模过程，并通过该软件的仿真结果，分析系统的动态特性。结果表明系统性能良好，工作过程可靠。关键词：插装阀；水力活塞泵；建模与仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)10—0037—03ModelingandSimulationofS

2、ubsurfaceHydraulicOilPumpingSystemBasedonAMESimZHOUXiao-4Ⅱn．XIALin(SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Accordingtotheworkingprincipleofsubsurfacehydraulicoilpumpingsystem，thispapersetsupelementarydiagramofhydraulicsystem

3、，describesthemodelingprocessofthesystemonAMESim，analysesthedynamicfeatureofthesystembythesimulationresults．TheresultconcludesthatthesystemhavehJghperformanceandconsistenceofprocess．Keywords：cartridgevalve；hydraulicpistonpump；modelingandsimulation0引言组、井下双作用液压柱塞泵、液压泵吸排液阀，以及由机械定位机

4、构和先导球阀组成的位置反馈换向装置．随着油田的不断开发，地层压力逐渐降低．原有的如图1所示(图中略去液压动力源部分)。在图1所示2自喷采油法转入机械采油法必然成为一种趋势．必须位4通先导球阀位置时，换向阀组中的2、4插装阀在人为地给地层中的石油补充能量．才能将原油举升到地面。水力活塞泵(hydraulicDump)是一种液压传动的无杆抽油设备．它由地面动力泵将动力液增压后经油管或专用通道泵人井下．驱动马达做上下往复运动．将高压动力液传至井下驱动油缸和换向阀．来帮助井下柱塞泵抽油而由于水力活塞泵采用全液压系统完成抽油工作．与通过抽油杆来传递能量的抽油系

5、统相比．避免了抽油杆的偏磨现象；同时，水力活塞泵抽油系统对高气油比、出砂、高凝油、含蜡、稠油、深井、斜井、及水平井具有较强的适应性本文运用AMESim软件对液压抽油系统进行仿真分析研究[311液压抽油系统工作原理井下全液压抽油系统包括液压动力源部分、井下双管管柱、套管封隔器、井下插装式两位四通换向阀收稿日期：2013—03—19作者简介：周晓~(1963一)，男，江苏宜兴人，教授，博士，主要研究方向为油气田开采，机械电子工程，水介质液压传动系统的研究与应用等。图1井下液压抽油系统图37液压气动与密封／20l3年第10期高压控制液作用下，处于关闭状态；

6、1、3插装阀的控制(1)确定压力作用面：口接通低压回油管线而处于开启状态液压油或乳化(2)确定可独立运动部件：液经液压动力源增压后．经插装阀3进入液压柱塞泵(3)确定流通面积：下驱动腔．驱动活塞及活塞杆组上行．液压柱塞泵上驱(4)确定可变容积。动腔的液体经过插装阀1、双管柱中的副管(低压管根据上示插装阀组连接，运用AMESim软件建模．线)．回到地面油箱。如图3所示这一过程中．井下液压驱动柱塞泵上增压腔通过至执行要导至先导至执行单向阀吸液．下增压腔通过单向阀排出高压井液．并通机构控制阀控制阀机构过油套环空、井口装置，进入集油管线。当液压柱塞泵的活塞及

7、活塞杆组上行至最上端时．液压缸中的下活塞推动机械定位机构使得先导球阀换向．换向阀组中的1、3插装阀在高压控制液作用下，处于关闭状态；2、4插装阀的控制口接通低压管线而处于开启状态．从而实现液压系统的正确换向2AMESim软件介绍及插装阀组建模图3插装阀组AMESim模型图2．1软件介绍3液压抽油系统ASMSim建模AMESim软件是法国IMAGINE公司于1995年推ASMSim是一个图形化的应用界面．根据软件系统出基于键合图的液压、机械系统建模仿真及动力学分自带的HYD、HSV及HCD等库可完成液压系统建模。析软件。可以通过该软件的应用库来设计液压

8、系统．所3．1AMESim模型建立步骤有的液压元器件都可以在软件中建立相应的模型．使运用AMEsim软件建立