流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的压力梯度

论文摘要

在抽油机井采油工况下,由于油井较深的缘故,抽油杆在油管中处于偏心位置,油井产出液在油管与做轴向往复运动的抽油杆所形成的偏心环空中做非定常流动。研究流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流动的压力梯度对于抽油机井的工作参数的优选,防止抽油杆偏磨具有工程实际意义。本文采用Newton流体模式描述抽油机井产出液的流变性,给出了直角坐标系和双极坐标系下Newton流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的运动方程、初始条件和边界条件,利用待定系数法将该流动的控制方程进行了变换,得到了给定流量条件下Newton流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的压力梯度计算公式;并以水为例,采用有限体积法对该流动压力梯度进行数值计算;分析了水在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流时环空偏心距、内管冲程、内管冲次对压力梯度的影响;结果表明:环空偏心距、内管冲程、内管冲次对该流动的瞬时压力梯度影响明显,该流动的时均压力梯度分别随环空偏心距、内管冲程、内管冲次的增大而减小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 一、本文研究的意义
• 二、国内外研究现状
• 三、本文的主要工作
• 第一章 流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的压力梯度计算公式
• 1.1 假设条件
• 1.2 直角坐标系下的基本方程
• 1.2.1 流变方程
• 1.2.2 连续性方程
• 1.2.3 运动方程
• 1.2.4 初始条件
• 1.2.5 边界条件
• 1.3 双极坐标系下的基本方程
• 1.3.1 双极坐标系的引入
• 1.3.2 流变方程
• 1.3.3 运动方程
• 1.3.4 初始条件
• 1.3.5 边界条件
• 1.4 压力梯度计算公式
• 1.4.1 运动方程的变换形式
• 1.4.2 初始条件的变换
• 1.4.3 边界条件的变换
• 1.4.4 压力梯度计算公式
• 第二章 流体在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的压力梯度的数值计算
• 2.1 有限体积法
• 2.1.1 有限体积法概述
• 2.1.2 有限体积法基本思想
• 2.1.3 有限体积法所用网格
• 2.2 时间的剖分
• 2.3 空间平面的剖分
• 2.4 控制方程的离散
• 2.4.1 运动方程的离散
• 2.4.2 初始条件的离散
• 2.4.3 边界条件的离散
• p 的离散'>2.4.4 Q_p的离散
• 2.4.5 时均压力梯度计算公式的离散
• 2.5 数值计算方法和步骤
• 2.5.1 运动方程的数值求解方法
• 2.5.2 运动方程的数值求解步骤
• 2.5.3 压力梯度的数值计算步骤
• 第三章 水在内管做轴向往复运动偏心环空中非定常流的压力梯度的变化规律
• 3.1 数值计算参数
• 3.2 瞬时压力梯度变化规律
• 3.3 时均压力梯度变化规律
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 附录
• 致谢
• 详细摘要