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井下低频水力脉冲注水工具设计与研究

作　者: 王雷
导　师: 房军
学　校: 中国石油大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 注水井下工具低频水力脉冲仿真
分类号: TE934.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

通过注水井向油层注水补充能量,保持油层压力是油田为了提高采油率和采油速度而广泛采用的一种方法。但现有油田注水方式普遍存在效率低,能源消耗大等问题。而且,我国现有油田相当一部分是低渗透油田,现有注水方式很难对低渗透油田进行有效注水,提高油层渗透率,进而难以提高原油采收率。基于国内外对低频水力脉冲波提高油田渗透率,有效提高采油率机理研究的基础上,本文制定了井下低频水力压力脉冲注水工具的设计方案,并对该工具进行了设计,根据设计目标,对该工具关键部件进行了参数计算和强度校核。基于流体力学基本理论对井下低频水力脉冲注水工具的工作过程和受力情况进行了分析,并针对蓄能过程和释能过程,建立了压力、流量变化数学模型,以此模型为依据,用液压仿真软件AMESim进行了系统仿真分析,结果表明,在理想状态下,设计的低频水力脉冲注水工具满足设计目标要求。在仿真分析与设计的基础上,对井下低频水力脉冲注水工具的关键元部件及总成进行了反复室内实验研究,并通过逐步改进设计,其相关性能达到了设计目标要求。限于加工进度和实验条件的限制,对低频水力脉冲注水工具的总体实验尚未进行。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 低频水力脉冲波增产机理及作用  8-13
  1.2 低频水力脉冲采油的国内外研究现状  13-14
  1.3 课题研究背景、目的及意义  14
  1.4 课题主要研究内容  14-15
第二章井下低频水力脉冲注水工具设计  15-43
  2.1 井下低频水力脉冲注水工具工作原理及设计目标  15-16
    2.1.1 井下低频水力脉冲注水工具工作原理  15-16
    2.1.2 井下低频水力脉冲注水工具设计指标  16
  2.2 转换接头设计  16-18
    2.2.1 转换接头连接结构的设计  16-17
    2.2.2 转换接头内部过流面积参数计算  17-18
  2.3 蓄能器控制阀设计  18-39
    2.3.1 蓄能器控制阀的工作原理  18-19
    2.3.2 蓄能器控制阀先导阀总成设计  19-38
    2.3.3 蓄能器控制阀主阀总成设计  38-39
  2.4 蓄能器设计  39-40
    2.4.1 蓄能器工作原理  39
    2.4.2 蓄能器胶囊结构设计及相关尺寸确定  39-40
  2.5 组合阀设计  40-43
    2.5.1 组合阀工作原理  40-41
    2.5.2 组合阀参数计算  41-43
第三章井下低频水力脉冲注水工具仿真分析与结构优化  43-62
  3.1 AMESim 简介  43-46
  3.2 仿真模型建立及分析  46-62
    3.2.1 井下低频脉冲注水工具数学模型建立  46-49
    3.2.2 井下低频水力脉冲注水工具低频水力脉冲波仿真分析  49-55
    3.2.3 井下低频水力脉冲注水工具蓄能器控制阀结构优化  55-56
    3.2.4 井下低频水力脉冲注水工具能量分析  56-58
    3.2.5 井下低频水力脉冲注水工具运动元件仿真分析  58-62
第四章井下低频水力脉冲注水工具强度校核  62-67
  4.1 蓄能器主要受力部位的校核  62-64
  4.2 螺纹连接部位的校核  64-67
第五章井下低频水力脉冲注水工具实验研究  67-73
  5.1 先导阀弹簧参数实验  67-68
  5.2 安全阀销钉剪切实验  68-69
  5.3 蓄能器控制阀及动作性能密封实验  69-71
  5.4 蓄能器及进液阀总成密封性能实验  71-73
结论  73-74
参考文献  74-76
致谢  76-77
个人简历、在校期间研究成果  77

井下低频水力脉冲注水工具设计与研究

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