抽油机井气锚结构优化及气液分离效率计算
Optimiz the Structure of Pumping Wells' Gas Aanchor and Calculate the Efficiency of Liquid-gas Seperation
大庆外围油田部分生产井在开采过程中采用注气驱油,油气比较高,严重时导致泵效降低,发生气锁现象.因此,有必要采取措施来减少高含气抽油机井中的气体对泵效的影响,其有效措施之一就是在泵的入口处安装气锚(包括泵下防气装置和泵外防气装置),将油流中的自由气在进泵之前分离出来,通过油套环形空间排到地面.目前对气锚的应用已进行了成功的现场试验,但缺少理论支持,没有一套完善的气锚分气效率的计算方法.经调研发现,对液相为连续相,气相为分散相的分离模型的研究已较成熟,但就气相为连续相,液相为分散相,且模型尺寸较大情况的气液分离效率计算方面的文献较少.本文在气液两相流理论的基础上,对井下气锚的分气机理及分气效率进行探索性研究,建立以气相为连续相、液相为分散相的三维流动模型,运用计算流体动力学软件FLUENT,采用二阶非定常求解器,对气锚的分气效果进行数值模拟.针对实际模型结构尺寸大,网格数量多的问题,采用分别计算重力沉降段和螺旋分离段的方法,对其结构尺寸进行优化,在模拟多组气液比的情况下,得到气液比为5:1时,分气效果最好;重力沉降段长度在5.2米~7.4米的范围内,螺旋圈数为40圈,螺距在35mm~40mm的范围内是分气效率最佳的气锚结构.本文的研究成果可为实际生产中分析气锚气液分离效率、优化气锚结构尺寸提供理论依据,为提高泵效奠定理论基础.
- 作者：
- 张莹
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 油气储运工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 杨树人
- 中图分类号：
- TE933
- 关键词：
- 气锚；气液两相；FLUENT；分离效率；数值模拟
- Gas anchor；Gas-liquid two phases；FLUENT；Efficiency of Separation；Numerical simulation