1、機(jī)械工程碩士論文：井下螺旋軸流式混抽泵增壓單元仿真設(shè)計研究【英文題名】 Research of Simulation and Design on Compress Unit of the Downhole Helico-Axial Multiphase Pump 【作者】 陳猛; 【導(dǎo)師】 李增亮; 【學(xué)位授予單位】 中國石油大學(xué); 【學(xué)科專業(yè)名稱】 機(jī)械工程 【學(xué)位年度】 2010 【論文級別】 碩士 【付費索取全文】Q聯(lián)系Q：138113721 Q聯(lián)系Q:139938848【基金】 863 項目; 【關(guān)鍵詞】 井下螺旋軸流式混抽泵; 增壓單元; 結(jié)構(gòu)設(shè)計; 有限元分析; 外特性; 【英文關(guān)

2、鍵詞】 Downhole helico-axial Multiphase Pump; Compression Unit; Structure Design; Finite Element analysis; External Characteristics; 【中文摘要】 井下螺旋軸流式多相泵具有葉片泵和壓縮機(jī)的雙重特性,是一種單井、無桿采油泵,對高含氣的流體具有很好的適應(yīng)性,針對該種泵的研發(fā)已成為一大熱點。借助國家重大專項和863項目平臺,本文討論了新型井下螺旋軸流式混抽泵增壓單元主要設(shè)計參數(shù)的選取原則和范圍,確定了增壓單元的設(shè)計參數(shù),為高含氣油藏及煤層氣田的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。并利用Sol

3、idworks軟件對井下螺旋軸流式混抽泵增壓單元進(jìn)行三維造型。 為了研究單級增壓單元內(nèi)部流場及相應(yīng)的運行特性,建立了較為完善的CFD分析模型。利用Fluent及其預(yù)處理軟件Gambit,采用標(biāo)準(zhǔn)k-模型、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和Eulerian模型模擬了單級增壓單元內(nèi)的三維紊流場。通過對氣液兩相介質(zhì)在流道內(nèi)流動情況的分析為改善泵的性能提供一定的依據(jù)。 利用基于計算流體動力學(xué)(CFD)與有限元的方法對該種泵葉輪進(jìn)行強(qiáng)度分析。以葉輪的實際工況為輸入條件,將CFD計算得到的葉輪表面壓力加載至強(qiáng)度分析的葉輪模型表面進(jìn)行強(qiáng)度分析,這種方法能夠真實反映葉輪表面的受力狀態(tài),因而具有較為重要的工程實用價值。 對自主開發(fā)的

4、新型井下螺旋軸流式混抽泵樣機(jī)進(jìn)行了外特性實驗研究,得到樣機(jī)在純. 【英文摘要】 Downhole helico-axial multiphase pump with double features of the vane pump and compressor, is a new technology of multiphase Pumping,R&D on helico-axial multiphase pump become a hot topic nowadays. Based on major projects for science and technology develo

5、pment and 863 Project, this paper studied the selection rulers and extents of main designing parameters, and determined the main designing parameters, establishing theoretical foundation for the developing of high gas reservoir and coal bed methane f.摘要 4-5 Abstract 5-6 第一章 緒論 9-15 1.1 油氣混輸泵前言及研究意義

6、9-10 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 10-12 1.3 現(xiàn)有多相泵存在的問題 12-13 1.4 基于CFD泵內(nèi)流場的研究現(xiàn)狀 13-14 1.5 本課題的研究內(nèi)容 14-15 第二章 井下螺旋軸流式混抽泵增壓單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15-29 2.1 作用原理及性能特點 15-19 作用原理 15 性能特點及輸送大氣液比介質(zhì)的原因 15-17 能量和效率分配 17-19 2.2 參數(shù)選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計 19-26 葉輪的參數(shù)選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計 19-23 導(dǎo)葉的參數(shù)選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計 23-25 葉輪、導(dǎo)葉間的軸向距離l 和葉尖間隙t 25 結(jié)論 25-26 2.3 井下整套機(jī)組的匹配選擇 26-29 第三章 混

7、抽泵增壓單元流場的數(shù)值計算研究 29-47 3.1 數(shù)值計算理論基礎(chǔ) 29-32 數(shù)值計算的基本方程 29-30 湍流運動數(shù)值模擬方法 30-31 CFD求解過程和流場計算軟件的選用 31-32 3.2 增壓單元的實體建模及網(wǎng)格劃分 32-33 3.3 邊界條件的定義及紊流參數(shù)的設(shè)定 33-36 3.4 收斂精度的選擇 36-37 3.5 仿真結(jié)果與分析 37-46 性能預(yù)測 37-39 流場分析 39-43 轉(zhuǎn)速對泵外特性的影響 43-46 3.6 結(jié)論 46-47 第四章 混抽泵增壓單元的結(jié)構(gòu)分析 47-59 4.1 有限元分析及葉輪模型介紹 47-48 4.2 葉輪的模態(tài)分析 48-51

8、 有限元模型的建立 48 混抽泵共振頻率的計算 48-49 葉輪振動模態(tài)的提取算法 49-51 4.3 葉輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析 51-56 溫度場熱源分析 51-52 三維葉輪溫度場有限元模型 52-54 葉輪熱力學(xué)耦合分析 54-55 熱力耦合有限元結(jié)果分析 55-56 4.4 葉輪、導(dǎo)葉強(qiáng)度理論計算 56-58 4.5 結(jié)論 58-59 第五章 井下螺旋軸流式混抽泵實驗研究 59-69 5.1 實驗裝置 59-60 5.2 實驗方法 60 5.3 重要部件的改進(jìn)設(shè)計 60-61 5.4 外特性研究 61-68 純水工況下的外特性曲線 61-62 不同入口含氣率工況下的外特性曲線 62-65 數(shù)值計算與實驗比較 65-67 誤差分析 67-68 5.5 結(jié)論 68-69 第六章 結(jié)論與展望 69-71 6.1 全文總結(jié) 69 6.2 創(chuàng)新點 69-70 6.3 工作展望 70-71 參考文獻(xiàn) 71-76 致謝 76本站專業(yè)提供論文文獻(xiàn)服務(wù)以及發(fā)表和寫作服務(wù)