直線電機抽油泵是一種新型高效節能的采油裝備,泵閥總成是制約其工作效率提高的關鍵因素之一。本文運用計算流體力學方法,對所設計的泵閥總成進行了三維數值模擬,計算結果正確反映了流場狀態,得到了閥球運動特點。通過研究不同柱塞沖程和沖次參數組合情況下閥球運動,評價了泵閥總成的啟閉和導向性能,設計符合要求。研究結果對直線電機抽油泵泵閥設計具有指導意義。

1、前言

　　國內大多數油田相繼進入開發中后期,油井基本上從自噴轉入機采,井況更加復雜惡劣,穩油控水和節能要求不斷提高,促進了采油節能技術和設備的發展^[1、2] 。直線電機抽油泵將直線電機安裝在配套的井下柱塞式抽油泵下端,利用直線電機的直線往復運動帶動柱塞上下運動,達到舉升原油的目的。其特點結構簡單、重量輕、系統效率高^[3] 。目前國內大慶、勝利油田進行現場試驗,取得了成功^[4] 。

　　泵閥總成是直線電機抽油泵的一個重要部件,也是易損件,它決定著泵的效率及檢驗泵的周期。因此研究和檢驗泵閥總成的工作性能,對提高采油泵的工作效率具有十分重要的意義。本文運用計算流體力學方法,對設計的泵閥總成進行了三維數值模擬。通過分析不同柱塞沖程和沖次組合情況下的計算結果,檢驗泵閥總成的啟閉性能和導向性能。

4、結論

　　(1) 運用計算流體力學方法,通過三維數值模擬,得到了閥球運動特點。由于受到進入閥罩液體作用,閥球在懸浮階段軸向速度存在波動,同時繞閥腔軸心線存在公轉和復雜的自傳運動;

　　(2) 通過分析閥球軸向位移和速度特性,說明泵閥總成開啟靈活,關閉迅速,雖然關閉時存在滯后,但時間極短,因此泵閥總成具有很強的啟閉性能;

　　(3) 分析閥球徑向位移得到閥球相對飄忽量,與相關標準比較,泵閥總成的導向性能良好。

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