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基于三维建模的采油螺杆泵压力分布规律研究

基于三维建模的采油螺杆泵压力分布规律研究

作者：赵毅东北石油大学

学位级别：硕士

采油螺杆泵以结构简单、泵效高、适用范围广等特点被国内外油田所普遍使用。目前螺杆泵的扬程有限,限制了它在深井和超深井中的应用,因此对螺杆泵压力分布规律及影响因素进行系统研究对提高螺杆泵的扬程具有重要的现实意义。目前多数是... 详细信息

采油螺杆泵以结构简单、泵效高、适用范围广等特点被国内外油田所普遍使用。目前螺杆泵的扬程有限,限制了它在深井和超深井中的应用,因此对螺杆泵压力分布规律及影响因素进行系统研究对提高螺杆泵的扬程具有重要的现实意义。目前多数是利用平面模型进行研究,存在一定误差,本文将利用三维模型对螺杆泵压力分布规律进行研究。本文研究了采油螺杆泵密封与泄漏的动态关系,表明采油螺杆泵稳定工作时,腔室之间油液的举升与泄漏窜流是一个动态平衡的状态,进而确定了定子与转子间的密封准则,即当相邻腔室之间的压差大于接触压力时螺杆泵密封;当相邻腔室之间的压差小于接触压力时发生泄漏。本文以油田生产中普遍使用的GLB120-27型中等排量采油螺杆泵为研究对象,利用SolidWorks软件与ANSYS软件建立采油螺杆泵半个导程的三维有限元模型。建模过程中,确定了定子橡胶本构关系为Mooney-Rivilin模型,并对原有参数进行了修正;利用布尔运算将定子各腔室内表面分离,并将腔室内表面与相邻腔室之间的密封带建立接触,以便正确模拟各腔室流体压力。通过有限元计算,确定了采油螺杆泵首先发生泄漏的位置,在密封带上并靠近半圆处。利用螺杆泵三维有限元模型,改变压差进行有限元计算,分析密封带上泄漏位置的接触压力与压差的关系,从而确定相邻腔室间的临界接触压力。利用该方法分别确定螺杆泵上、中、下有限几个腔室间的临界接触压力并利用MATLAB软件对临界接触压力进行多项式拟合。利用拟合结果近似得出GLB120-27型采油螺杆泵的压力分布规律,进而确定其扬程为10.77MPa。通过该型采油螺杆泵水力特性试验测得实际扬程为10.5MPa,有限元模拟结果的误差为2.26%,从而验证了模拟结果的正确性。利用上述方法研究了GLB120-27型采油螺杆泵的扬程随定子橡胶泊松比变化的变化规律,表明泊松比增加了0.0003时,扬程增加300多米。

关键词：采油螺杆泵三维模型有限元压力分布规律

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用相似模型研究采场压力分布规律

煤炭科学技术 1981年第10期9卷 33-38,62页

作者：任德惠鲜学福谢晋洋重庆大学

以打通煤矿矿压观测场所为模拟对象,在实验室作了岩层移动和矿压的相似模拟试验。

关键词：压力分布规律岩层移动矿压观测上覆岩层相似模拟试验顶板垮落开采层前支承压力回采工作面下沉速度

考虑管内压力损失及地层渗透扩散效应的顺层孔压力分布规律研究

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中国煤炭 2023年第5期49卷 63-70页

作者：童世杰王道坤胡洋姜玮马天然翟彦良安徽恒源煤电股份有限公司安徽省宿州市234000 宿州学院资源与土木工程学院安徽省宿州市234000 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏省徐州市221116 鄂托克前旗长城三号矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯市016200

以地面定向钻井压水试验中不同顺层段位置处的压力分布规律为研究目标,采用理论分析结合数值模拟的综合研究手段,建立顺层段压水试验的压力求解理论模型及数值计算模型,在所得理论结果与数值结论相互印证的基础上,进一步探讨不同顺层段... 详细信息

以地面定向钻井压水试验中不同顺层段位置处的压力分布规律为研究目标,采用理论分析结合数值模拟的综合研究手段,建立顺层段压水试验的压力求解理论模型及数值计算模型,在所得理论结果与数值结论相互印证的基础上,进一步探讨不同顺层段位置处压力的分布规律,并对影响压力分布规律的各因素进行了系统分析。结果表明:管路1(由地表进入地层的垂直段)与管路2(连接垂直段与顺地层裸孔段的造斜段)中压力沿管路逐渐增大,在直线段呈线性增长,在弧线段呈幂指数型增长,管路3(顺地层的裸孔段)中压力沿管路方向逐渐降低,且下降的幅度逐渐减小;地层渗透系数对于管路3压力的影响较大,在高渗透地层中,流体更易从管路中向地层中渗流,管路压力下降快;而对于低渗透地层,流体主要在管路中流动,管路压力下降幅度较小。

关键词：地面定向钻井压力分布规律数值模拟渗透系数影响因素

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综采工作面超前支承压力分布规律分析

能源技术与管理 2018年第6期43卷 67-68页

作者：刘犇山西焦煤西山煤电马兰矿山西古交030200

分析了综采工作面超前支承压力产生的基本机理,重点介绍了非金属超声波裂隙探测检测原理,以及在刘桥矿综采工作面中的应用。其不仅可以反映顶底板煤岩体应力分布特征,而且可以反映工作面沿走向方向的支承压力分布规律。通过分析研究并... 详细信息

分析了综采工作面超前支承压力产生的基本机理,重点介绍了非金属超声波裂隙探测检测原理,以及在刘桥矿综采工作面中的应用。其不仅可以反映顶底板煤岩体应力分布特征,而且可以反映工作面沿走向方向的支承压力分布规律。通过分析研究并掌握综采工作面超前支承压力分布规律,以确保煤矿生产的安全、有效进行。

关键词：综采工作面超前支承压力分布规律

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岩石边坡潜滑裂隙中水压力分布规律分析

西南工学院学报 2001年第2期16卷 62-64页

作者：陆文王成端西南科技大学环境工程学院四川绵阳621002

鉴于地下水对于边坡稳定的影响 ,本文对于传统的岩石边坡裂隙水的压力分布规律存在的问题进行了讨论分析。

关键词：岩石边坡裂隙水压力分布规律潜滑裂隙

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综放采场围岩压力分布规律相似模拟研究

矿业科学技术 2003年第1期31卷 4-5,8页

作者：刘全明安徽理工大学资源开发与管理工程系

通过对淮南某矿13—1煤的综采放顶煤相似材料的模拟研究，得出了综放采场围岩压力分布规律，为类似条件下综放采场周围巷道合理布置及煤柱尺寸选取提供参考。

关键词：综放采场围岩压力分布规律煤柱相似模拟

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湿式制动器摩擦片间的压力分布规律

有色金属（矿山部分） 1998年第3期50卷 32-34,21页

作者：张卫刚张文明北京科技大学

摩擦片间压力均匀分布的假设与实验结果矛盾。本文根据粘着摩擦理论和能量磨损理论推导出摩擦片间的压力沿径向按双曲线规律分布，并根据分布规律推导出设计计算公式。由此证明，将摩擦片的温度场研究简化为一维热传导问题是有理论根据的。

关键词：湿式制动器摩擦片压力分布规律制动器

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螺杆泵内部压力分布规律研究

科学技术与工程 2009年第11期9卷 3069-3072页

作者：叶卫东郭玉双杜秀华宋玉杰大庆石油学院机械科学与工程学院大庆163318 大庆油田有限责任公司储运销售分公司大庆163712

利用有限元方法建立螺杆泵二维模型,分析螺杆泵压力传递规律,计算螺杆泵在不同压差下的接触压力,得出临界接触压力曲线。利用临界接触压力曲线分析螺杆泵内部的压力分布规律。结果表明:螺杆泵密封腔之间的接触压力随着密封腔之间压差的... 详细信息

利用有限元方法建立螺杆泵二维模型,分析螺杆泵压力传递规律,计算螺杆泵在不同压差下的接触压力,得出临界接触压力曲线。利用临界接触压力曲线分析螺杆泵内部的压力分布规律。结果表明:螺杆泵密封腔之间的接触压力随着密封腔之间压差的增加而增加,但接触压力比压差增加速度慢,存在一个临界接触压力值;不同内压力的密封腔之间的临界接触压力构成了临界接触压力曲线,随着内压力的增加临界接触压力减小;螺杆泵内部各密封腔压力值沿着螺杆泵轴向从吸入口到排出口逐渐增加,增加速度逐渐减小,最终达到一个最大值,即此螺杆泵的最大压力值。

关键词：螺杆泵临界接触压力曲线压力分布规律

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泄压坑道式工房内爆试验与数值模拟研究

兵工学报 2024年第7期45卷 2404-2413页

作者：陈泰年任辉启李素灵张珊珊张程健袁野军事科学院国防工程研究院北京100850 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135

为探索复合构型坑道式工房内爆炸效应和泄压消波措施,提出泄压坑道式工房设计。通过理论分析和线性拓展预测的方法预判坑道内压力分布,建立多工况泄压坑道式工房的有限元模型。通过数值模拟得出结构内部和外部冲击波传播与衰减的规律,... 详细信息

为探索复合构型坑道式工房内爆炸效应和泄压消波措施,提出泄压坑道式工房设计。通过理论分析和线性拓展预测的方法预判坑道内压力分布,建立多工况泄压坑道式工房的有限元模型。通过数值模拟得出结构内部和外部冲击波传播与衰减的规律,分析冲击波涡流成型机理以及泄压消波的过程,计算得到多工况下坑道内部和外部的压力分布规律。通过试验研究对线性拓展计算和数值模拟结果进行对比分析,揭示由丁字接头、泄压通道、膨胀室组成的复合构型坑道式工房对于消波效率的显著提升作用,得出坑道结构内泄压消波的效能以及坑道结构口部外冲击波分布规律,以期为坑道式工房的结构选型及布局优化设计提供技术支撑。

关键词：泄压坑道式工房泄压消波冲击波传播规律压力分布规律

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