直線電機(jī)抽油泵流場(chǎng)數(shù)值研究曲海12，梁政2（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油天然氣工程學(xué)院，北京昌平102249 2西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，四川成都610500）結(jié)合柱塞和閥球運(yùn)動(dòng)模型，運(yùn)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和自編程UDF模塊對(duì)Fluent進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了柱塞和閥球運(yùn)動(dòng)與流場(chǎng)的耦合求解?？梢源_定泵筒內(nèi)任意計(jì)算時(shí)刻流場(chǎng)狀態(tài)，揭示了柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中泵筒內(nèi)部流場(chǎng)演化、閥球運(yùn)動(dòng)和流場(chǎng)特性。計(jì)算結(jié)果與。
直線電機(jī)通過接箍與柱塞聯(lián)結(jié)在一起，工作時(shí)，液力端沉沒在油液面以下一定深度。柱塞下行程，固定閥閥球關(guān)閉，游動(dòng)閥閥球打開，液體從泵筒與柱塞桿之間環(huán)形空腔和柱塞桿通孔經(jīng)游動(dòng)閥閥腔流入容積腔。柱塞上行程，游動(dòng)閥閥球關(guān)閉，固定閥閥球打開，容積腔中液體經(jīng)固定閥閥腔排出1121. 2數(shù)學(xué)模型21柱塞運(yùn)動(dòng)模型柱塞與直線電機(jī)動(dòng)子連接，運(yùn)動(dòng)規(guī)律與直線電機(jī)輸出特性相關(guān)，可以用分段函數(shù)進(jìn)行描述113-41.：2⑴9一04基金項(xiàng)目：“石油天然氣裝備”教育部重點(diǎn)。t=500S柱塞下行程結(jié)束，固定閥和游動(dòng)閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，P=P 500S柱塞壓縮容積腔油液，P急劇上升。t=5 02SR>P固定閥閥球在壓差作用下開啟，在入口處，形成很明顯的兩個(gè)渦旋，大大增加了液體的過流阻力，與。t=9 97S柱塞上行程即將結(jié)束，進(jìn)入固定閥閥腔的液體對(duì)閥球的作用力已經(jīng)非常小，閥球在自身重力作用下開始下降，t=1003S閥球完全落于閥座上，在閥球頂部區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)稱的渦旋，形成繞球流體渦旋脫落現(xiàn)象。
由于閥腔內(nèi)流體速度和壓力的變化，閥球所受流體作用力不能保持恒定，造成閥球軸向速度存在波動(dòng)。固定閥閥球沿泵筒軸線方向位移與時(shí)間關(guān)系曲線如所示。
由圖可知，速度波動(dòng)對(duì)閥球的懸浮影響很小。閥球開啟和關(guān)閉時(shí)，存在極短時(shí)間的滯后，分別為002S口003S 5結(jié)論對(duì)直線電機(jī)抽油泵柱塞工作過程泵筒內(nèi)部流場(chǎng)和閥球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提出了可行的數(shù)值模擬方法。
利用自編程UDF模塊對(duì)GFD軟件FUent進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了柱塞和閥球運(yùn)動(dòng)與流場(chǎng)的耦合計(jì)算得到了流場(chǎng)演化、閥球運(yùn)動(dòng)和流場(chǎng)特性。
通過分析閥球軸向位移和速度特性，證明設(shè)計(jì)泵閥總成開啟靈活，關(guān)閉迅速，但存在時(shí)間極短的滯后。