笼套式节流阀冲蚀磨损计算研究

针对笼套式节流阀的冲蚀磨损难以计算的问题,提出利用节流阀实际工作时的流量系数变化的方法来计算和比较现场各种节流阀的耐冲蚀磨损性能。应用某气田现场A、B、C 3种节流阀在现场初期的工作数据计算了其初期冲蚀磨损情况,并利用流场分析,通过对各类节流阀过流孔入口周围的速度和入射角对比,验证了该方法的可靠性。应用节流阀整个使用期内的工作数据计算得出了3种笼套式节流阀的平均冲蚀磨损性能指标。结果表明,A类节流阀冲蚀最严重,B类次之,C类耐冲蚀磨损性能最稳定,与现场使用情况相符。     

采气用笼套式节流阀阀芯尺寸和节流开度研究

笼套式节流阀具有多孔道的特点,可改善通过的高压高速天然气流场的分布,进而降低振动和噪声,在采气生产中广泛使用。分析了笼套式节流阀在气田开采中的常见故障及失效原理。根据流量与压力值的关系计算出阀芯的推荐尺寸。通过有限元软件分析了产出流量相同时,不同阀芯尺寸、节流开度对节流阀阀芯的速度场和压力场的影响。两种方法得到的结论相同,可指导笼套式节流阀的阀芯选型。     

笼套式节流阀开度与流通面积变化规律的研究

节流阀的流通面积是天然气生产调节流量的重要参考因素。本文以笼套式节流阀为实例,计算了不同开度下的流通面积并分析了开度与流通面积变化规律。研究表明,笼套式节流阀开度与流通面积呈近似线性变化规律且流通面积随开度增大而增大,对高效精确控制使用笼套式节流阀提供了数据支持,具有参考意义。     

高压节流阀流场分析及其结构改进

针对塔里木油田现有节流阀在现场使用过程中频繁出现的阀座刺穿和阀杆断裂等问题 ,对锥形和楔形节流阀 ,用Pro/E软件建立其三维CAD模型 ,通过数据转换 ,调入PhoenicsCFD软件进行流场分析 ,获得了寿命最高的楔形节流阀。通过对楔形节流阀进行结构优化设计 ,得到了最佳结构 (由 2段斜面组成 )的楔形节流阀 ,同时计算出了该楔形节流阀不同开度所对应的压降和流阻系数。油田应用证明 ,楔形节流阀的寿命是锥形阀的 5～ 7倍。     

节流阀失效的流固耦合分析研究

在节流阀的现场使用过程中,阀芯常出现振动现象,严重时可能振断阀芯,导致节流阀失效,对节流阀进行CFD流场分析,却难以找出其中的原因。从结构力学角度来研究阀芯的变形及应力分布情况,进行流固耦合分析,研究其失效的可能原因。     

井控节流阀冲蚀机理及结构优化

节流阀是钻井井控管汇中的关键设备，它是否正常工作直接关系到压井的成败。为此，采用现代分析软件ANSYS对井控装置中的井控节流阀进行了流场分析，根据节流阀流场的特点，定性地研究了楔形节流阀现场使用中容易产生冲蚀的原因。对现有节流阀的结构进行了优化设计，即将楔形节流阀的平面改为弧面；在阀心上部仍采用楔形平面，但在阀心末端留一段平面使其平行于壳体的中轴线，楔形面与平面间采用圆弧过渡，保证流体出流方向不指向壳体，避免了流体对壳体壁的冲蚀。同时，阀心上端部的直线段满足了对压降的线性调节要求，更适合现场使用。     

国外液滴破碎机理研究与新型井口节流阀开发

鉴于我国对低剪切井口节流阀的研制处于空白的现状,在介绍液滴破碎理论基础和各种理论预测模型的基础上,论述了荷兰Delft理工大学和法国石油研究院在小孔节流中液滴破碎方面的相关成果,对挪威Typhonix公司旋流阀门和荷兰Duxvalves公司Typhoon阀的基本结构及工作原理进行了介绍。井口低剪切节流阀基于液滴破碎理论及旋流原理,极大地降低了对流体的剪切作用,与常规井口节流阀相比具有明显优势。建议我国对低剪切节流阀予以关注,并尽快开展低剪切节流阀的应用基础研究工作。     

国外液滴破碎机理研究与新型井口节流阀开发

鉴于我国对低剪切井口节流阀的研制处于空白的现状,在介绍液滴破碎理论基础和各种理论预测模型的基础上,论述了荷兰Delft理工大学和法国石油研究院在小孔节流中液滴破碎方面的相关成果,对挪威Typhonix公司旋流阀门和荷兰Duxvalves公司Typhoon阀的基本结构及工作原理进行了介绍。井口低剪切节流阀基于液滴破碎理论及旋流原理,极大地降低了对流体的剪切作用,与常规井口节流阀相比具有明显优势。建议我国对低剪切节流阀予以关注,并尽快开展低剪切节流阀的应用基础研究工作。     

夹套式加热炉非标法兰应力分析

目前,许多非标准法兰及法兰连接结构的强度计算还没有具体的国家标准。法兰最大工作压力是安全正常的重要技术参数,应用ANSYS对夹套式加热炉法兰进行应力分析,得到法兰板内应力分布状况并对法兰各部分结构进行确定性强度校核。     

基于Fluent的锥形节流阀流场数值模拟

针对高压锥形节流阀冲蚀和气蚀失效严重的问题,利用Fluent软件对实际使用中的锥形节流阀内流场分布进行仿真计算,揭示了节流阀冲蚀和气蚀失效的原因,并提出一些减缓失效的方法和使用时的注意事项。分析结果为节流阀的设计和性能优化提供一定的理论依据。     

大导流面柱塞型节流阀冲蚀规律研究

为了探究柱塞型节流阀在节流过程中因受到高速颗粒冲击和流体冲蚀而导致节流阀失效的问题,以PCG,2-9/16×15M型节流阀为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法和离散模型,研究了不同开度、质量流量、流体速度及颗粒直径对阀座和阀芯的冲蚀规律。研究结果表明：随着开度的减小,节流阀主要冲蚀区域从阀体内腔节流处转为导流面节流处;在不同开度下,随着流速的增加,最大冲蚀率统一呈现上升趋势,并随着开度的增加,上升趋势更加明显;随着颗粒直径的增加,最大冲蚀率呈现上升趋势;随着质量流量的增加,最大冲蚀率不稳定,大体呈现上升趋势;节流阀通常在小开度下工作,小开度的不同工况下,节流阀最大冲蚀位置都处在节流阀阀芯上,将节流口处改为阶梯形结构,通过仿真结果对比,可有效降低节流阀最大冲蚀率。研究结果可为节流阀的进一步优化设计提供参考。     

高压液固两相流节流阀耐冲蚀特性研究

选择性能参数可靠的节流阀,对"三高井"(高压、 高含硫、 高产)合理控制井底压力起到关键作用,是成功建立二次井控的决定性因素之一.针对常用的筒式、 楔形和孔板3种节流阀,基于离散相模型开展了冲蚀数值模拟仿真,研究了不同节流阀的冲蚀损伤机制,分析了流体压力和颗粒运动速度等对阀芯冲蚀速率的影响,并利用现场试验对数值模拟结果...     

控压钻井中节流阀开度与节流压力的关系研究

采用试验的方法对节流阀开度大小和节流压力关系进行研究须选取大量参数重复试验,工作量大、耗费人力物力多。为此,建立了锥形节流阀的Fluent数值模拟模型,模拟计算了不同黏度、密度和开度等参数组合下的节流压力,分析了不同参数组合下节流压力的变化规律,建立了包含密度、排量和开度的3参数节流压力函数模型。基于计算压力和实测压力曲线形状相似的事实,提出了基于数值模拟和试验数据平移修正的节流阀开度与节流压力函数关系确立的方法,并用该方法确定了1组待定参数下的节流阀开度与节流压力的函数关系模型。节流阀开度与节流压力关系验证表明,实测压力与计算压力曲线形状大致相同,存在曲线平移的基础,最大相对误差为9%。上述数值模拟和试验数据平移修正的方法,可以用于其他类型节流阀开度与节流压力关系的建立。     

一种新型压差控制自适应节流膨胀阀

在深冷工程中，其所用制冷剂的节流膨胀由于存在着低温流体（尤其是低温两相流）流量难以准确测定的问题，很难实现流量自动控制。因此常采用固定流通截面的节流元件，但这种节流元件不能很好地适应制冷系统（尤其是在混合制冷剂制冷系统变工况运行的状况下），导致制冷系统效率下降，从而影响了整个低温系统的效率。为此，针对深冷多元混合工质节流制冷系统的变工况运行情况，设计出了一种能够根据节流前后的压差，自动调节循环流量的自适应节流阀。该节流阀是机械式自适应阀，结构简单、设计有新意，适用于低温场合，具实用价值。分别在室温和深冷环境下进行的流量实验表明，该压差控制节流阀调节流量的能力较强。     

井下智能节流器的设计与节流阀流场分析

为了满足智能完井和数字化油气田技术的发展需要,设计了一套适用于远程控制的井下智能节流器。介绍了智能节流器的结构体系和控制机理。通过ANSYS有限元软件对井下智能节流器结构进行了力学分析。采用流场分析方法对节流器的关键位置处流体的压力、速度以及温度场进行了分析。分析结果表明,设计的节流器结构满足要求,能为井下智能节流工艺技术的实施提供设备支撑,对相关智能化井下工具的研发具有参考意义。     

高压井控楔形节流阀三维流场模拟及阀芯失效分析

井控节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,直接关系到压井的成败。根据节流阀实际流场情况,建立了楔形节流阀三维有限元模型,并基于流体动力学理论,运用流体分析软件对高压井控节流阀内的三维流场进行了模拟,得出节流阀内部流场分布规律及特点。结果表明,由于内部流体的高速流动,阀芯在楔形面沿轴向处以及前端处会首先发生冲蚀失效。将该分析结果与现场阀芯失效的实际情况进行了比较,结果非常吻合。     

煤层气排采新型双通道封隔器的研制

针对常规Y221、Y341封隔器不能满足煤层气多功能负压排采管柱工艺需要的现状,研制了煤层气排采新型双通道封隔器。新型封隔器设计有气体和液体的双流通道,液体从封隔器的中心通道排出,气体从封隔器的单流通道排出。单向机构的设计保证了排煤粉作业时,动力液经过负压排污器的喷嘴产生负压,将井底的煤粉吸入负压排污器的混合室,然后经管式泵排出。室内试验中,当试验压力依次为5、10、15、20、25和30 MPa时,压力表指针稳定且油管无溢流,表明封隔器胶筒及单向阀密封状况良好,能满足现场作业要求。     

超高压双柱塞泵单向阀组件失效分析与改进

通过对高压聚乙烯装置超高压双柱塞引发剂注入泵单向阀组件失效的分析,从操作、维护及选材等方面提出了改进措施,延长了设备运行周期。     

天然气全焊接球阀开闭过程流场分析

全焊接球阀具备启闭速度快、密封性好及可靠性高等优势,在石化、天然气、冶金、电力和造纸等行业输送管道中应用广泛.全焊接球阀开闭过程中高速介质会对壁面产生一定程度的冲蚀腐蚀,阀体一旦泄漏或者关闭不严,会造成很大的损失.球阀的流场分布与阀门的安全使用寿命密切相关,分析阀体内的流场分布对球阀流道设计和密封设计具有重要意义.采用...