往复泵自动球阀运动规律数学模型及计算

针对现有往复泵自动球阀运动规律数学模型存在的问题,修正并重建了描述自动球阀运动规律的精确微分方程组。该方程组是关于液缸内液体压力、泵阀升程及泵阀运动速度的常微分方程组,综合考虑了液体的可压缩性、魏氏效应、液体连续流动条件和泵阀的动力特性。应用数值方法建立了自动球阀运动规律的计算机仿真模型,通过数值模拟,得到各个参数对球阀运动动力特性影响的基本规律。     

往复泵锥形阀结构优化设计方法

1泵阀结构优化设计数学模型阀体结构如图1所示。在阀体结构中,阀盘大径d1、阀盘小径d2和阀盘锥角α是三个最重要的结构尺寸参数,它们不仅决定了阀体厚度和密封面长度,而且还决定了阀关闭时与阀座接触区域的大小,进而影响到阀面上各点应力的大小。根据阿道尔夫理论,若能减少阀体     

抽油泵泵阀运动规律的新模型及计算机仿真

在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,研究了抽油泵泵阀的运动规律。为了解决阿道尔夫泵阀运动微分方程在泵阀开启初期的奇点问题,综合考虑了液体可压缩性、泵阀运动的魏氏效应对泵筒内液体连续流条件的影响以及泵阀运动的动力特性,建立了泵阀运动数学模型。同时,应用数值积分法建立了泵阀运动规律的仿真模型,并编写了泵阀运动的计算机仿真程序。室内台架模拟试验结果表明,建立的泵阀运动规律数学模型具有较高的仿真精度。     

油田供水管网系统仿真数学模型及计算方法

针对大型的、复杂油田供水管网的流体网络系统,建立了油田供水管网系统的仿真数学模型,通过对该模型特有的系统矩阵进行分析,提出了数学模型的计算方法。该方法计算速度较快,稳定性、适应性较强,对油田供水系统管理具有一定的实用价值。     

原油集输系统流体介质数学模型及仿真平台

数学模型是建立集输系统仿真平台的理论基础,其建立包括流体介质基本物性数学模型、水力热力数学模型,及站外管网、站内工艺设备的数学模型。原油集输系统仿真模拟平台可以建立油田生产设备、流程的工艺模型,可以模拟生产过程中的诸多工作状态,可以优选生产流程的控制规律。     

气体分馏装置动态仿真数学模型的建立

以１６万吨／年气体分馏装置为对象，研制开发了国内第一套仿（ＭＡＸ－１０００集散型控制）仿真培训系统，采用增量型差分方法建立了ＰＩＤ控制系统动态数学模型，气体分馏根据蒸馏原理采用机理化建立动态数学模型，模型中参数，根据其初值采用迭代法求出平衡点状态，使用多元回方法以简化，降价模型，系统数学模型能适应开工，停工，正常操作和事故状态等工况的操作培训，已成功应用于开工前的培训。     

精馏塔静态仿真：Ⅰ.静动态混合数学模型的应用

本文为了克服精馏塔静态仿真不易收敛和初值难以给定等难题，巧妙地利用隐含数值积分方法的特点，将稳态与动态数学模型耦合起来，用以求解高难度的非理想精馏塔静态仿真问题。所得静动态混俣模型大大提高了精馏塔静态仿真的鲁棒性，对于高度非理想精馏塔的仿真尤为有效。通过对某丙烯腈萃取精馏塔的静态仿真，充分证明了这种混合模型化方法的可行性。     

高压往复泵锥形阀结构优化设计

以提高高压往复泵锥形阀的使用寿命为目的，研究了有限元法与最优化方法相结合的泵阀结构设计方法。文中给出了阀体和阀座的单元划分、载荷处理以及边界条件的确定方法。以阀体锥面上的最大综合应力为目标函数，以强度约束和尺寸约束为约束条件，建立了泵阀结构优化设计的数学模型，给出了求解方法。计算实例表明，通过优化设计可以有效降低阀体和阀痤锥面上的最大应力。     

减压渣油物性数学模型的建立与仿真

对大庆、大港、孤岛、胜利、华北、沙特6种减压渣油的宽、窄馏分实验数据进行回归分析，得到几组减压渣油物性关联式。在此基础上选定减压渣油的特征性质，借助BP模型神经计算的非线性拟合能力，在行为水平上进行建模与仿真。     

管网系统动态仿真数学模型的建立及求解

为了便于天然气合理的生产和输送,在保证安全的前提下实现有效的调度和管理,对管网系统进行动态分析是非常必要的。根据天然气管网流动基本方程,建立了管网系统的动态仿真数学模型。并对常用的特征线数值求解方法进行改进,采用Newton-Rapshan迭代法求解非线性方程组,最终实现模型的数值求解。建立的管网动态模拟分析数学模型和所采用的数学求解方法可以应用和分析天然气管网系统的动态运行。     

往复泵泵阀运动规律的建模与仿真

建立了往复泵泵阀运动规律的数学模型。该模型解决了泵阀在开启和关闭阶段升程为零的方程奇点问题，并能对泵阀在不同工作条件下的不同开启方式进行描述．因而这种泵阀运动规律的数学模型更加完整和接近实际。此外编制了泵阀运动规律的仿真程序，并分别对Ｆ８００钻井泵泵阀和３ＮＢ—１３００钻井泵泵阀进行了仿真试验。最后比较了同等条件下的仿真与实测结果，二者基本一致     

ZBF型分流式气举阀的研制与应用

针对文东油田气举井结盐、结蜡严重 ,以及使用常规气举阀阀座易刺坏 ,造成多点注气、检阀周期短和举升效率低等问题 ,研制了ZBF型分流式气举阀。该型气举阀可使环空液流在流经阀座前先流过分流套的挡圈和分流孔 ,减缓液流速度 ,减小液流对阀座的冲击 ,保护阀座不受伤害 ,从而延长气举阀的使用寿命。采用ZBF型分流式气举阀的气举井中 ,平均检阀周期延长了 6 2d ,对工作 6个月后的回收阀对比检查发现 ,气举阀完好率从 4 1%提高到 6 3%,有效地解决了文东油田气举井洗盐频繁、检阀周期短的问题     

液控找堵水开关器的研制与应用

研制的液控找堵水开关器包括普通型和多次重复型两种类型。两种开关器均通过从油套环空加液压控制井下开关器换向机构的换向动作 ,来改变开关器内进液及出液通道与油套环空的连通状态。液控找堵水开关器与封隔器等井下配套工具组配成机械找堵水管柱 ,可实施不动管柱多级分层、找水、堵水、调层生产等工艺。现场应用 115井次 ,其中调层生产 36口井 ,调层成功率 92 6 % ,累计增油 2 89万t ,降水 35 2 9万m3 ,减少作业 36井次     

离心泵输油粘度换算图的数学表达式

离心泵输送粘度大于水的石油产品或其它流体时，一般用输送水时的性能参数换算确定泵输送粘性流体时的性能。目前常采用前苏联国家石油机械研究设计院和美国水力学会的粘度换算图计算。根据两图各自采用的修正雷诺数，用修正雷诺数的常用对数作为自变量，把各换算系数看作雷诺数的函数，采用数理统计和回归方法做了公式化处理，，将换算系数拟合成与各修正雷诺数的数学表达式。两计算实例表明，该数学表达式计算的结果与查图的结果具有很好的一致性，可取代粘度换算图，满足计算机编程的需要，也可用于输油离心泵的选择和设计计算。     

轴套式射孔压裂复合装置的研究与应用

为了使复合射孔压裂装置的装药结构布置合理 ,提高装药量 ,延长对地层的作用时间 ,增强作用效果 ,研制了轴套式射孔压裂复合装置。这种装置是在常规射孔枪外套装了推进剂药柱 ,利用射孔弹射孔时产生的金属热粒子引燃外套的推进剂药柱 ,药柱在管外燃烧产生大量高温和高压气体 ,对地层实施压裂。其特点是 ,加大了装药量 ,多点引燃 ,起压速度快 ,压力高 ,射孔压裂效果好。辽河油田F5 2 - 4 2井的现场应用表明 ,该井施工前无产量 ,施工后稳定产量在1 6～ 2t/d。     

杆式泵泵筒内流体流动规律的数值模拟

针对杆式泵泵简内的流体流动问题,采用湍流模型的K-ε两方程模型和有限元方法,对在一个抽油循环中阀与活塞在几个特定的位置的流体流动进行了建模与计算,具体分析了处于阀道内和同心环状空间中的原油在上下冲程的运动规律。通过计算知,泵筒内流体的最大速度与入口端的初始流连基本满足线性关系,而最大流压与入口端的初始流速不满足线性关系,直径大的泵,其流压整体上要比直径小的泵要小,分析结果可为杆式泵的内部结构设计和几何参数的确定提供一定的参考依据。     

油水分离用水力旋流器理论模型及数值模拟

深入研究了液 -液水力旋流器的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法 ,并采用计算流体力学的原理和方法 ,建立了研究液 -液水力旋流器的物理模型、修正的三维k -ε模型 (即RNGk -ε模型 )和分散油相的代数滑移混合模型ASM。以SIMPLER算法为基础 ,研究了数值计算方法并做了实例计算。通过数值计算得到了液 -液水力旋流器内流体流动的速度矢量图、流线图和油相及水相等浓度分布图。计算结果与理论分析一致 ,证明了模型和算法的正确性 ,为进一步研究旋流器的结构优化、粒子跟踪和旋流器特性参数对分离效率的影响及旋流器性能预测等打下了良好基础     

基于泵阀滞后角的三缸泵流量动态特性

三缸单作用往复泵排出管内的压力脉动是由流量脉动引起的 ,为减少压力脉动 ,通常在排出管路上安装空气包。建立了空气包排出管路系统的动力学模型 ,得到了排出管路流量的动态方程。实际算例的结果分析表明 ,在其它条件不变的情况下 ,三缸泵曲柄连杆长度比增大时 ,空气包后部管路内流量脉动率略有增大 ;空气包入口颈管内径增大时 ,流量脉动率略有减小 ;对流量脉动率影响最大的是泵阀开启和关闭滞后角 ,当滞后角增大时 ,流量脉动率迅速增大。     

超高转差率电动机驱动游梁抽油机动力学研究

超高转差率电动机驱动游梁式抽油机时 ,抽油机曲柄的转速波动较大 ,在进行驱动系统的运动、动力分析时 ,不能忽略曲柄转速波动带来的计算误差 ,为此建立了考虑电动机转速波动的抽油机运动微分方程、曲柄转速波动时抽油杆和液柱的波动方程。应用麦克马克 (MacCmack)方法求解了波动方程 ,建立了一种新的运动微分方程与波动方程的高度耦合问题的求解方法 ,并编制了相应的计算程序。胜利油田辛 11 35和辛 11 138两口井的计算结果表明 ,该方法计算速度快、精度高     

抽油杆柱动态特性的计算机模拟

在分析有杆抽油系统抽油杆柱井下基本工况、运动和动力特性的基础上 ,根据抽油机光杆运动方程 ,确定了抽油杆柱井下运动的 4个时间区段及边界条件。采用有限元软件MARC按不同时间区段对多级抽油杆柱的运动和动力学特性进行计算机模拟 ,得到计算机模拟的地面示功图和抽油杆柱一个上下冲程循环中各节点的位移与载荷随时间变化的动态特性曲线。分析对比计算机模拟曲线和实测曲线表明 ,采用有限元软件MARC获得的抽油杆柱计算机动态模拟结果与测试结果基本吻合 ,前者可作为后者的度量基准 ,动态模拟曲线还可为游梁式抽油机设计和井下故障诊断提供理论依据