气井涡流排液采气工具参数仿真及结构优化.pdf

气井涡流排液采气工具参数仿真及结构优化.pdf石油机械
2014428 CHINA PETROLEUM MACHINERY
●油气田开发工程◆
气井涡流排液采气工具参数仿真及结构优化
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摘要:为了研究不同结构参数对气井排液效果的影响,采用流体仿真软件对涡流排液
采气工具进行了流场模拟。建模时采用雷诺平均假设下的猄方程作为计算的基本方程,并采用
RSMNS
工具的顶角对整体流场影响较小,使用时仅需满足打捞头相关尺寸即可;减小螺旋角对分离效果
影响不大,同时减小螺旋角会大幅增加压力损失,因此选取螺旋角为。;内柱直径为 lllnl
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关键词:涡流排液;气井;数值模拟;螺旋角;导程;顶角
TE377Adoi103969jissn10014578201408026
Numerical and
for Discharge Gas
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0 引言涡流排液采气工具是美国年研制出的一
种简洁、环保的气井排液采气工具,目前已应用于
在煤层气及天然气开采过程中,气井积液问题国外气井中。试验证明,涡流排液采气工艺可以广
会随开采时问的延长变得严重。目前,世界上已经泛应用于煤层气及天然气的开采中,并且效果突
提出了多种排液采气工艺并投入使用。然而,这些 2
排液采气工艺在一定程度上存在着高耗能、高污进行技术服务。其中,大庆徐深使用效果尤为明
染、高成本以及使用限制等缺陷。近年来,业内已 810
经意识到这一问题并提出了新的解决方案,涡流排升了倍,将原本依靠问歇性关井才能维持生
石油机械 2014428
产的气井成功转换成了连续携带液体生产的气由于模拟主体是涡流工具后的旋流流场,所以
24I RSMNSKs
目前,涡流排液采气技术作为新型的排水采气 RSM
工艺,国内只是引进设备进行技术服务,研究资料旋转和张力快速变化,摒弃了涡粘性假设,考虑了
较少。为了研究不同结构参数对气井排液效果的影雷诺应力的对流和扩散,对复杂的流动具有更高的
响,笔者采用流体仿真软件对涡流排液采气 5-61RSM
工具进行了流场模拟。旦兰。上旦兰苎兰。
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式中,#B龆俣燃把沽β龆┥⑾睿籇“,为
工具原理及几何模型分子扩散项;#SαΣ睿籊。为浮力产生项;
涡流排液采气工具主要由投捞鱼头鱼脖、涡旋咖。为压力应变再分配项;@肷⑾睿籉。为旋转系
4统产生项;。为自定义的源项。
头鱼脖、卡具和导向器属于固定连接、导向结构, 物理模型及初始假设条件
而涡旋变速体主要起引导气、液两相流旋转的作根据涡旋变速体的结构示意图,采用疎软
用。使用时,将工具放置井下,气、液混合流体在 2
自身向上运动的作用下进入到涡流工具内部,由导
向腔进入涡旋变速体。气、液混合流体在涡旋变速
体内开始