油气多项混输泵实验研究与仿真原理

螺杆泵(PCP)广泛应用于输送磨料或多相流体、油井流体甚至食品等不同领域。近年来,由于其多相泵送能力,PCP在油气工业中的应用日益增多。使PCP如此有用的泵送原理是基于转子(单斜齿轮)和定子(双斜齿轮)之间形成的离散型腔的位移。为获得沿泵定子级的压力和温度分布,并观察不同变量如气体含气率(GVF)、转速和压力梯度(ΔP)对其水动力性能的影响。测试了PCP运行的7个阶段,和一个直径38 mm的转子。利用电容式压力传感器和精密热电偶在每个泵腔内部进行压力和温度测量。进行泵试验以获得不同轴速下定子的体积流量、压力和温度、功率、效率和滑差与ΔP的关系。结果表明,随着ΔP的增大,最大压力点向泵出口移动,达到更高的ΔP。两相流的有效功率随气体含气率(GVF)的增加而减小。对于较高的输出压力,由于气相密度较高,容积效率的差异较小。对于单相流体,滑移流(通过密封线滑动的流量)随着轴转速的增加而减小。此外对于两相流,流体温度随着GVF的增加而升高,随着泵腔压力的不断升高,泵腔中的压力逐渐降低对气体压缩性造成影响。