粘弹性流体偏心环空非定常流的研究
聚合物驱油在大庆油田工业化应用以来,得到了较好的驱油效果.与此同时,聚驱抽油机井与水驱井相比,有诸如示功图肥大,泵效下降、抽油杆偏磨、检泵周期缩短等问题.显然研究聚驱井产出液在井筒中随抽油杆作轴向往复运动的的流动规律,对于聚驱井抽油机工作参数的优选,防止抽油杆偏磨有重要的工程实际意义.聚合物在井筒内的流动过程中,抽油杆的运动速度在上下冲程内随时间变化,因此此时聚合物的流动属于粘弹性流体在内管做往复运动的偏心环空非定常流.本文主要选取共转Maxwell本构模型,建立了适体坐标系下粘弹性流体做往复运动的偏心环空非定常流的运动方程,利用控制容积法对流动方程进行了离散,利用编制的软件计算了速度和流量,编制过程数值计算法采用交替方向隐式迭代方法.从而得到了粘弹流体在内管作轴向往复运动的偏心环空中非定常流的数值解.通过对运动方程的数值求解,获得了流场的速度分布、流量分布.本文分析了压力梯度、内外管偏心度、内管冲程及冲次对速度分布、瞬时流量分布的影响.结果表明压力梯度、偏心度对流场的影响起重要作用,冲程和冲次只是影响瞬时流量和速度分布的峰值,而径向力是引起抽油杆偏磨的主要原因.通过对流场速度分布、流量及流动状态的分析,为粘弹流体偏心环空往复运动径向力的计算奠定基础,并对于分析流体的流动规律和现象,分析抽油杆偏磨,切合实际设计抽油杆的作业参数,解决抽油杆偏磨问题起着至关重要的作用.
流变学;偏心环空;控制容积法;粘弹性流体;非定常流
东北石油大学;大庆石油学院
硕士
油气储运工程
杨树人
2007
中文
TQ021.1
63
2007-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）