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冲煤粉深度因素的简析

[ 时间:2018-07-11 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

采集动力液和返出液的流量和压力数据稳定后,完成一组测试。通过调节实验装置出口的节流阀改变返出液压力,调节动力液回路阀门改变动力泵的流量,以保持动力液的压力恒定,进行下一组测试,面积比0.27装置的实验一共测得10组数据。基本特性实验曲线和理论推导的装置基本特性方程相符合,压力比随着流量比的增大而减小,符合能量守恒的原则;效率则随着流量比的增大呈现先增大后减小的趋势。对于不同的面积比,随着面积比的增大,装置的工作区间缩小,因此高效区的位置左移。装置最高效率呈现先增大后减小的趋势,面积比值0.3时,冲煤粉装置的效率有最大值22.57%。佛山肯富来水泵厂根据拟合出的摩擦损失系数绘制装置的理论基本特性曲线和实验值的曲线吻合较好,证明装置基本特性方程理论推导的正确性。

 

压力比的减小程度比较缓和,此区间可称之为装置工作的缓和区;而在其余的流量比区间,压力比的减小程度明显增大。缓和区和高效区基本重合,有利于装置的平稳高效运行。比较这三种不同面积比的装置,面积比越小缓和区的范围越大。压力比的变化趋势是起初面积比大的压力比就大,但也带来压力比的衰减程度也大,因此当流量比增大到一定程度时,面积比小的压力比反而大。

 

因此设计时应考虑使得装置在高效区内运行。面积比为0.32时,当流量比为0.94时效率最大为22.49%;面积比为0.30时,当流量比为1.04时效率最大为22.57%;面积比为0.27时,当流量比为1.18时效率最大为22.02%。说明对于不同的面积比,高效区随着面积比的减小而逐渐右移,即面积比越小,装置效率的峰值对应的流量比就越大。另外,在效率峰值之前,面积比大的效率也高;在效率峰值之后,面积比大的效率反而低。

佛山肯富来水泵射流冲煤粉属于在井底有限空间内的淹没射流,除入射流体和环境流体之间的掺混作用,还需要考虑井壁和井底的轴向和径向壁面边界条件。井底的射流上返流动是一个复杂三维空间涡流问题,起动的煤粉在向上运动同时伴有较为强烈的横向运动,呈现出明显的旋转上升运动状态,目前尚无精确的求解方法,只能通过实验手段研究射流负压装置的冲煤粉作业,从而确定不同密度、直径的煤粉颗粒排出所需的条件,进而对冲煤粉装置的结构和工艺参数进行优化。

 

考察冲煤粉效果最直接的指标就是单位时间内井筒内煤粉的冲出量,但是冲煤粉是一个动态的过程,要想准确测量冲出煤粉量是极其复杂而且没有必要的。实际上,在同心管柱不动的情况下,煤粉被冲下的深度越大,表示有越多的井底煤粉被冲起携走,故冲煤粉深度是表征冲煤粉效果的理想指标。而且冲煤粉深度是易于测量的,故佛山肯富来水泵厂实验考虑使用冲煤粉深度这一静态指标来衡量冲煤粉的效果。

 

那么对于实际的煤层气井冲煤粉作业而言,关注的重点就在于喷嘴产生的高压水射流,能否将目标深度的煤粉冲起携带至装置的负压吸附区,继而通过装置内部以及返出内管排至地面,即冲煤粉的深度问题。水射流冲煤粉是受喷嘴结构参数、射流参数和煤粉特性等因素综合作用的复杂物理过程,这些因素可以具体为喷嘴流量、喷嘴直径、喷距和煤粉直径、密度等。在冲煤粉管柱不动的条件下,煤粉面下降的最大深度(冲煤粉深度)反映装置冲煤粉能力的大小,故以此为考察对象。

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