偏心定量配水技术及配水装置优化设计

论文摘要

油田进入开发中后期稳油控水是核心,为了能够有效地控制油井含水率上升和油田综合含水率的上升速度,提高油田开发效果,就要求每个油藏区块、每个注水井组、每个层系都严格执行地质配注要求。定量配水技术的目的就是改变配注量与配水器前后压差的关系,使配水器水嘴自动适应水嘴前后压差的变化,做出相应的调整,以有效削减压差变化对流量的影响,尽可能保持流量恒定。文中分析了压力反馈式堵塞器的恒流机理,建立了配水器芯子堵塞器的数学模型;通过数值模拟建立了堵塞器工作压差、流量和开度的关系式;通过受力分析建立了柱塞运动控制方程,经拉氏变换后,得到了堵塞器系统的传递函数并提出了以此对堵塞器进行动态分析的方法;制定了一套堵塞器设计方案并以此为依据编制了一套堵塞器优化设计软件。然后,以两种不同的工况条件要求为算例,计算设计了两个堵塞器。数值模拟和室内实验表明,所设计堵塞器在额定工作点上流量误差很小;在额定工作点附近恒流效果良好,具有较好的抗击压力波动、维持流量稳定的能力,完全符合现场注水精度的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 定量配水技术概述
• 1.1.1 工程应用背景
• 1.1.2 研究定量配水技术的工程意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 堵塞器恒流理论研究现状
• 1.2.2 现场应用情况
• 1.3 计算流体力学（CFD）简介
• 1.4 论文的目标及研究内容
• 1.5 论文的研究方法
• 1.6 论文的创新点
• 第二章 定量配水机理研究
• 2.1 恒流水嘴流量调节原理
• 2.1.1 无压力反馈恒流水嘴
• 2.1.2 压力反馈式恒流水嘴
• 2.2 堵塞器的流量调节特性分析
• 2.2.1 无压力反馈堵塞器的流量调节特性
• 2.2.2 压力反馈式堵塞器的流量调节特性
• 2.3 压力反馈式堵塞器其他参数关系分析
• 2.3.1 活动水嘴流量系数、开度、流量与压差的关系
• 2.3.2 活塞开度与弹簧压缩量的关系
• 2.4 压力反馈式堵塞器的动态特性分析
• 2.4.1 堵塞器流量调节过程数学模型的建立
• 2.4.2 系统的动态特性分析
• 2.5 小结
• 第三章 堵塞器的优化设计与校验
• 3.1 堵塞器的优化设计
• 3.1.1 工况条件设计
• 3.1.2 结构参数设计方法分析
• 3.1.3 结构参数设计
• 3.2 计算实例
• 3.2.1 关键参数设计
• 3.2.2 稳定性校验
• 3.2.3 数模校验
• 3.2.4 动态特性分析
• 3.3 小结
• 第四章 设计过程软件化及应用拓展
• 4.1 堵塞器设计软件设计
• 4.1.1 基本功能
• 4.1.2 程序框架与操作流程
• 4.1.3 动态分析功能的实现
• 4.2 室内实验
• 4.3 堵塞器应用拓展
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录一 地面掺水阀草图
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢