井下水力增压器设计与仿真分析
China Petroleum Machinery（2021）
Abstract
现有研究采用简化处理增压腔模型或只利用数值模拟仿真水力增压器增压性能,可能导致计算结果不可靠.为此,基于实际钻井工艺要求,设计了利用井下水力能量增压的井下水力增压器.根据增压器的结构和工作原理,建立了增压腔的数学模型和流体域模型,采用Matlab数值模拟和Fluent动网格技术仿真对增压腔的增压特性进行研究,并将两者结果进行对比分析,以验证研究结果的正确性.研究结果表明:增压过程中,活塞运动速度、流体出射速度及有杆增压腔流体压力均随时间延长呈现出先增大后逐渐趋于稳定的规律;随着高压出口直径的减小和低压腔与有杆增压腔有效作用面积比的增大,有杆增压腔内流体压力增大,高压出口处流体出射速度增大,增压器的增压效果越明显;对增压腔结构参数进行优选,当高压出口直径不大于8 mm、低压腔与有杆增压腔的有效作用面积比不小于3.5时,可增强增压器增压效果.研究结果可为增压器的优化设计提供理论支持.
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