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大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响

作者:徐宁,张仕民,陈强,等. 日期:2024-06-27/span> 浏览:69 查看PDF文档

大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响*
徐宁1,张仕民1,陈强2,何传健3,贾德利2,姚本春1*

(1.中国石油大学(北京) 机械与储运工程学院,北京 102249;2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083;

3.中国石油天然气股份有限公司 长庆油田分公司第十一采油厂,甘肃 庆阳 745000)


摘要:水嘴作为配水器的核心组件,目前已被广泛应用于注水油田。然而,水嘴在实际应用中会遭遇卡阻,导致阀芯无法正常调节,影响注水的效果。并且在测试过程中,很难观察到阀芯卡阻的细节,并重现这种现象。为了揭示水嘴卡阻机理,对不同开度下大配合间隙、阀芯偏心及倾斜对水嘴性能的影响进行了研究。首先,利用了仿真计算方法,建立了水嘴流体域有限元模型,构建了水嘴理论流量特性计算模型,通过实验获得了流量特性,验证了有限元模型的准确性;然后,分析了不同配合间隙下水嘴的流量特性及阀芯表面压力特征,获得了水嘴关闭时的泄漏量、阀芯受到的轴向力和径向力以及表面流动特征;最后,利用了遗传算法,优化了配合间隙。研究结果表明:大配合间隙使流量调节率曲线明显偏离标准曲线,流量调节率明显降低;水嘴在零开度时的径向力与轴向力最大;当配合间隙为0.05mm时,泄漏量比间隙为0.25mm时减少了84.56%;配合间隙对泄漏量的影响最为显著,其次为径向力和轴向力;优化配合间隙能够降低泄漏量和径向力,增大偏心与倾斜角能够降低卡阻风险,提高水嘴运行的可靠性。

关键词:注水油田;配水器;水嘴卡阻;配合间隙;流量特性;阀芯表面压力特征;径向力;轴向力

中图分类号:TH137;TE934文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)06-0992-10


本文引用格式:

徐宁,张仕民,陈强,等.大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响[J].机电工程,2024,41(6):992-1001.

XU Ning, ZHANG Shimin, CHEN Qiang, et al. Effect of spool deflection on nozzle performance under large fitting clearance[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(6):992-1001.




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