直线电机抽油泵泵阀总成工作性能分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国石油大学 作者:曲海

  直线电机抽油泵是一种新型高效节能的采油装备,泵阀总成是制约其工作效率提高的关键因素之一。本文运用计算流体力学方法,对所设计的泵阀总成进行了三维数值模拟,计算结果正确反映了流场状态,得到了阀球运动特点。通过研究不同柱塞冲程和冲次参数组合情况下阀球运动,评价了泵阀总成的启闭和导向性能,设计符合要求。研究结果对直线电机抽油泵泵阀设计具有指导意义。

1、前言

  国内大多数油田相继进入开发中后期,油井基本上从自喷转入机采,井况更加复杂恶劣,稳油控水和节能要求不断提高,促进了采油节能技术和设备的发展[1、2] 。直线电机抽油泵将直线电机安装在配套的井下柱塞式抽油泵下端,利用直线电机的直线往复运动带动柱塞上下运动,达到举升原油的目的。其特点结构简单、重量轻、系统效率高[3] 。目前国内大庆、胜利油田进行现场试验,取得了成功[4]

  泵阀总成是直线电机抽油泵的一个重要部件,也是易损件,它决定着泵的效率及检验泵的周期。因此研究和检验泵阀总成的工作性能,对提高采油泵的工作效率具有十分重要的意义。本文运用计算流体力学方法,对设计的泵阀总成进行了三维数值模拟。通过分析不同柱塞冲程和冲次组合情况下的计算结果,检验泵阀总成的启闭性能和导向性能。

4、结论

  (1) 运用计算流体力学方法,通过三维数值模拟,得到了阀球运动特点。由于受到进入阀罩液体作用,阀球在悬浮阶段轴向速度存在波动,同时绕阀腔轴心线存在公转和复杂的自传运动;

  (2) 通过分析阀球轴向位移和速度特性,说明泵阀总成开启灵活,关闭迅速,虽然关闭时存在滞后,但时间极短,因此泵阀总成具有很强的启闭性能;

  (3) 分析阀球径向位移得到阀球相对飘忽量,与相关标准比较,泵阀总成的导向性能良好。

参考文献

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