注水泵是原油开采注水工艺的核心装备,随着油田进入高含水开发期,注水量大幅增加,注水耗电占油田总耗电量的60%左右。目前离心式注水泵存在效率低的问题,而往复式注水泵效率较高,但现有泵型存在功率小、流量小的不足。因此研制大功率高效节能往复式油田注水泵,为原油开采提供先进节能装备,对节能减排以及可持续发展具有十分重要的意义。目前对往复泵的研究都是单独针对小功率往复泵泵阀的研究,尚未开展对大功率五缸双作用往复式注水泵液力端整体性能的研究,而在实际工作过程中泵的吸入过程和排出过程是相互影响的,且阀的运动特性、泵的流量特性以及泵内流体的流动状态,对泵的运行可靠性与性能稳定性影响极大。文中以5ST200D-266.6/10大功率五缸双作用注水泵的液力端为研究对象,先对其工作过程进行了理论分析,然后利用fluent软件,对泵的一个工作腔和阀进行整体建模,并对其一个冲程进行了动态数值模拟与分析,主要工作内容及成果如下:1.通过对五缸双作用往复式注水泵的工作过程进行了理论分析,建立了描述泵阀运动的微分方程,并通过UDF编程得到了控制泵阀运动及动网格更新的方法,并阐述了对泵进行动态数值模拟的相关理论,进而初步揭示了该泵的特性。2.通过对泵的动态数值模拟得到了阀的升程曲线并对阀的滞后角、阀板的运动速度、阀板与升程限制器的撞击速度以及阀板的落座速度进行了分析,阐明了曲柄转速、弹簧刚度、升程限制器高度对泵阀运动规律的影响。3.通过对五缸双作用往复式注水泵各工作腔一个周期内的瞬时流量曲线进行叠加,得到了该泵总的瞬时流量曲线,并对其流量特性进行了研究,结果表明:吸入流量和排出流量的平均值受阀的启闭滞后角和泵的连杆比的影响较小,其仅随泵转速的增加而增加,但流量的最大值和最小值以及流量脉动率均随着滞后角度及连杆比的增大而增大,转速对流量的脉动率也有一定的影响。4.通过对泵的吸液过程进行瞬态流体动力学计算,并对吸入阀启闭过程中阀板处于不同高度时的泵腔内部流场进行了分析,揭示了大型五缸双作用注水泵吸液过程中泵内流体速度场、压力场的分布规律。