Submersible direct-drive progressing cavity pump rodless lifting technology

Submersible electrical motor direct-drive progressing cavity pump (PCP) rodless lifting was studied to solve the traditional rod-drive pump problems, such as rod-tubing wearing, low efficiency and short running time. The theoretical researches and laboratory experiments of key tools such as submersible motor and the construction technology of lifting system were introduced. The field application and economic benefit were analyzed and compared with the traditional rod pumping unit. A new low speed and large torque permanent magnet synchronous motor was developed. This motor was used to drive PCP without gear reducer, which improved the reliability and feasibility. It can run at the speed from 50 to 500 r/min with stepless speed regulation, and it can perform high efficiency and large torque. Besides, other key supporting tools, such as motor protector and flex shaft, were developed. The submersible electrical motor direct- drive PCP technology can be used in a 139.7 mm (5.5 in) casing well, with daily output ranging from 5 to 50 m3. Until now, the technology has been deployed more than 100 wells. The field application results show that it eliminates the rod-tubing wearing and saves electric energy by more than 30% compared with the traditional rod pumping unit. And it also makes the oil produced in a safe and environmental friendly way.

深海钻探泥浆举升系统双泵协同机制研究

深海钻探泥浆举升系统在无隔水管泥浆循环钻井(RMR)工艺中具有关键作用。为了提升举升系统的安全余量和适应性,本文对多泵串并联机制进行了深入研究,详细描述了泥浆举升泵的串并联结构设计和工作原理,探讨了串联和并联运行时流量与扬程的关系以及泵组串并联工况点的数解法和图解法步骤。进一步地,利用模型泵实测特性曲线,使用图解法获取了双泵串并联工况下的Q-H特性曲线和工况点,并提出了双泵协同控制的建议。

海洋平台潜海水电机绝缘失效解决方法探讨

针对目前国产电动海水提升泵电机绝缘失效率高、质量不够稳定的问题,结合实际案例,通过温度场仿真分析等方法,得出潜海水电机绝缘失效的主要原因包括绕组线选型缺陷、内部散热不足、密封性能差和缺少温度监控。针对上诉原因,逐条提出可行的改进方法,提高电动潜海水泵的产品质量。

基于机理仿真的抽油机有杆泵举升系统生产参数优化设计

基于传统经验法和预测模型法的抽油机有杆泵举升系统设计方法在实际应用中要么过于简单要么过于复杂,设计方案的可靠性还有待提升。因此,应用大数据驱动技术从海量抽油机井举升系统设计方案中探索规律,推荐以提高产量和节能降耗为目标的抽汲参数优化设计最优方案,将提升抽油机井举升系统设计方法的科学性和可操作性。文章分析了抽油机井产量主控因素,将软件仿真和现场获取的抽油机井举升系统设计样本进行聚类分析融合得到新的样本库,建立了抽油机井举升系统设计方案的深度学习模型,研究了基于匹配算法的方案相似度模型,开发了抽油机井有杆泵举升系统生产参数设计推荐系统。根据实例计算验证,该系统能够根据待设计井的地质特征和开发特征,从海量样本中匹配到与地质油藏条件相似度高且运行效果良好的举升设计方案,推荐方案的举升参数及举升效果与原有方案相比有较大的提升,证明了计算模型的实际可行性,为抽油机举升系统优化设计提供了新思路及方法。

大温升蒸汽压缩式热泵系统优化研究进展

在“双碳”战略的背景下,大温升热泵技术不仅低碳节能,而且能够有效利用更低品位热能,向更高温领域发展。本文概述了大温升蒸汽压缩式热泵系统(大温升系统)优化的研究进展,从制冷剂、组件、循环优化、示范验证四个方面详细分析了大温升系统可行的优化手段。分析表明:当前大温升系统实践工程的常用制冷剂仍以R134a、R245fa等高GWP制冷剂为主;而在大温升制冷剂筛选方面,自然纯制冷剂中二氧化碳(R744)适用温度范围广泛,性能表现优异;水(R718)是大温升系统突破超高温(150℃)限制的潜力制冷剂之一;有机纯制冷剂发展迅速,R1234ze(Z)、R1336mzz(Z)等具有极低的GWP与优异的热力学性质;制备R32基、HFOs基、CO_(2)基混合制冷剂低GWP的混合制冷剂是当前具有前景的思路;在组件优化方面,压缩机变频技术等成熟技术为大温升系统组件优化提供了现行方案;磁悬浮轴承技术工业产品走向成熟,可有效降低大温升系统摩擦损失;线结构换热器技术等新兴技术为大温升系统提供了新的组件优化思路;在循环优化方面,补气/补液增焓与多级压缩等成熟技术为大温升系统循环优化提供了现行方案;喷射技术与涡流管技术等研究成果对大温升系统具有优化效果,但受到工程实践经验缺少、机理研究不明等方面限制;结合示范验证部分,补气增焓技术是目前适用范围最宽泛、工业运用最成熟的大温升系统优化技术,一定条件下可提高大温升系统性能系数20%以上;串联多级压缩技术与复叠式压缩技术是提高系统温升范围、保障低温供暖的有力手段。

基于AMEsim的多金属结核扬矿泵管紧急排料机构超长液压油管参数设计

针对深海多金属结核扬矿泵管系统海上试验时可能存在的紧急排料需求,开展了海上试验系统紧急排料机构液压系统理论计算,并在AMEsim中进行了仿真试验,结果表明,AMEsim仿真软件对于该系统的可信度系数为0.86。基于AMEsim构建了500 m海上试验执行机构液压系统模型,仿真分析结果表明,液压系统中油管管径为16 mm,设定压力应不低于10.47 MPa,执行机构动作时间为6 s。研究结果可为紧急排料机构的设计提供依据。

海洋平台海水提升泵选型及状态监测

结合海洋石油平台实际状况阐述了在平台建造期间或平台生产流程改造期间海水提升泵在选型、设计、制造、安装方面的要点,说明了参数选型容易产生偏差的环节以及错误选型会造成的影响,为提升海洋石油平台海水提升泵可靠性提供了在设计选型方面的参考。主要从设计规范结合海洋平台实际生产条件出发,论述海水提升泵选型的关键点,重点强调在海水提升泵扬程计算方面的注意事项;同时,结合设备状态监测技术提出对海水提升泵运行状态实施状态监测,并对监测系统进行优化,既要避免监测系统的高投入,又能及时进行电机故障预警。可以为海洋石油平台海水提升泵选型配置提供重要参考和借鉴。

闭式排放系统提升泵的选型研究

闭式排放系统常用于化工炼油厂、油田终端等领域,主要用于收集装置运行或检修时排放的带有一定压力且易燃、易爆、有毒的介质,如污油、含化学介质的污水等。该系统通常由闭式排放罐、提升泵及配套管线、仪表、阀门等组成。提升泵的作用是将闭式排放罐内介质输送至污水处理厂或污油储罐作进一步处理。本文将对提升泵的不同类型展开比较,以求在闭式排放系统内提升泵的设计选型中,给出一定的参考思路。

连续复合管缆投捞式人工举升技术研究

海上无修井机平台依赖钻井船修井,费用高、时效慢,现有非常规作业技术对平台条件要求高,难以推广。为此,开展了连续复合管缆投捞式人工举升技术研究和应用。针对复杂井况和无修井机平台特点,对管柱和井下工具结构进行了优化设计,通过管缆选型计算和电泵扬程拟合,在南海西部涠洲11-1A平台A21H1井进行了先导性应用。研究结果表明:连续复合管缆投捞式人工举升工艺优化了管柱结构,取消湿接头设计,增设液控滑套,生产期间可实现换层;采用特质动力电缆集成的连续复合管缆强度大,防腐能力增强,大大降低了作业风险;完成了在A21H1井的不压井作业,目前该井投产后日增油60 m^(3)。研究结果可为海上油田无修井机平台的修井作业提供技术支撑。

浅谈污水处理厂原水提升管路改造更换的问题及对策

城镇污水处理厂的污水提升泵是污水处理中最重要的一个环节,往往通过提升泵将来水提升至污水厂内最高点,通过高低程压差自流至其他处理单元。由于污水中含有大量的腐蚀性物质,在提升泵管道支架焊接处会出现不同程度的腐蚀。尤其运行年头较长的污水处理厂,在全年满产不具备减产、停产的情况下如何更换腐蚀严重的提升泵管道是一个困扰污水处理厂运行的难题。此文提供了一种可做到在无减产、零有限空间作业的前提下完成提升泵管道更换方法,具有水量波动小,能源消耗低,更高的安全性等优势。

仿生翼型参数化设计及其应用研究

翼型是流体机械叶片的剖面形状,广泛应用于航空航天、石油化工,水下机器等领域,但在水力机械领域缺乏以水动力为基础的相关仿生翼型研究.以鲟鱼为研究对象进行仿生设计,提出了控制点局部加密的分段式非均匀B样条拟合方法,借助大涡模拟方法仿生翼型的升阻特性、绕翼速度分布等.结果显示,在保证仿生翼型拟合误差的前提下采用的控制点局部加密的方法可以大大减小控制点个数;曲线拟合误差越大会影响流体绕翼的速度分布发生变化,增大翼型尾缘近壁面附近不稳定漩涡区域,造成升阻比下降;将仿生翼型应用于喷泵时发现,与传统NACA0015翼型得到的叶轮相比,仿生翼型得到的叶轮在设计工况下泵扬程和效率更优;曲线拟合误差越大会造成泵效率下降.

真空引水装置技术在漩流井提升泵中的应用

描述了真空引水装置技术在轧钢厂水处理漩流井提升中泵的应用,通过对漩流并提升泵优化改造,实现了漩流井提升泵组流量自动调节控制,提升了水泵效率,节约了电耗。

桩撑支护系统在某泵站基坑支护中的设计与应用

拉森钢板桩加内支撑支护体系是一种广泛应用的基坑支护方法,本文以鄂州市三江港新区临江大道下穿鄂钢工业码头专用线雨水提升泵站为实例,结合项目地勘资料、周边环境等实际情况,确定基坑开挖深度,对基坑支护选型、设计计算、施工工艺流程、施工监测等进行了陈述和探讨,为同类工程的设计施工提供参考。

叶轮切削方法在循环水泵节能改造中的应用

高炉循环水泵是高炉循环水系统最重要的设备,一旦高炉循环水泵发生故障,会直接导致高炉减风,甚至导致高炉停产。高炉水循环系统水泵在设计选型时如果设计余量过大,在投产后只能通过控制水泵出口阀门控制供水压力和流量,而长期控制阀门运行既不经济,也会导致设备振动大、噪音大,无法保证设备稳定运行。通过对水泵叶轮进行切削,使出口阀门全开运行,可以保证设备运转平稳,降低水泵电能消耗,降低故障率。

长柱塞短泵筒注采一体化管式泵的优化设计

常规机采井管式泵因其结构特点不适用于注氮气驱油作业,易造成卡泵、套漏,增加修井成本,影响生产时效。通过分析注气腐蚀结垢的机理,并在常规抽油泵的基础上创新的研发出了一种可注气并且能防垢的长柱塞短泵筒注采一体化管式泵,在泵筒上设置注气孔,注气期间下放柱塞露出泵筒上的注气孔,柱塞始终放在泵筒内,使注入的氮气和流体不与柱塞、泵筒直接接触,并且设计的长柱塞、短泵筒结构可避免垢物落入泵筒内,达到防垢的效果。该工艺在塔河油田现场成功试验15井次,平均单井注气量为150×10^(4) m^(3),注气、生产均正常。该工艺结构简单,可同时满足注气和提液需求,具有很高的应用前景。

某煤岩气井聚乙烯内衬复合油管螺纹脱扣原因分析

某煤岩气开发区块为了避免“定向井”对有杆举升系统造成偏磨及结垢影响,采用高密度聚乙烯(HDPE)管材内衬于油管内部组成复合油管柱。该区块某井“二次”油管入井作业,第40支油管入井时,油管柱坠落井底。随即采用打捞作业、宏观测量、螺纹检查、材质分析、力学性能测试、显微组织分析、水质测试、腐蚀产物XRD分析等方法,综合同批次该油管质量抽检结果及制造工艺,对失效螺纹端进行分析。结果表明:制造时接箍与管体上扣扭矩不足,导致螺纹间产生缝隙腐蚀,在腐蚀性介质作用下螺纹连接处腐蚀严重,失去连接作用,致使承载力不足,油管柱落入井底。建议内衬复合油管制造及入井作业时,参考GB/T 17745—2011标准对工厂端及现场端上扣扭矩进行控制,同时使用专用螺纹脂保证工厂端和现场端的螺纹连接效果。

高扬程输水管线停泵水锤防护措施研究

高扬程输水管线系统在电力工程取水系统应用中逐步增多。当升压泵发生事故停泵时,如果没有合理可靠的水锤防护措施,产生的停泵水锤会对输水管线造成破坏性影响。本文结合贵州某电厂输水工程案例,利用水锤分析软件对输水管线进行停泵水锤分析计算,比较各种防护措施对系统的影响,提出两阶段关阀程序、气压罐与注气微排阀相结合的组合水锤防护措施。

巴彦油田深井高凝油藏试油完井一体化技术

针对巴彦油田深井高凝油藏在试油完井施工中存在工艺复杂、施工周期长、储层二次伤害严重、施工成本高等问题,通过分析现有的高温高压深井试油完井一体化技术特点及存在不足,结合临河油区油藏地质特征和原油物性特点,设计了3套试油完井一体化管柱,制定了相应的工艺流程,并对每种一体化工艺的特点及适用条件进行了分析。上述3种试油完井一体化技术已在现场成功试验14口井,其中压裂-射流泵排液一体化技术现场试验9口井,缩短施工周期2~3 d,有效提高了压裂后排液求产效率,降低了储层二次污染;完井投产一体化技术现场试验5口井,提高了自喷井和机抽井完井投产效率,缩短了单井完井周期,减少了储层污染,降低了作业成本。深井高凝油藏试油完井一体化技术的成功应用为巴彦油田勘探开发一体化进程高效推进提供了有力的技术保障,对国内同类型油藏试油完井技术研究具有指导借鉴意义。

五岳抽水蓄能电站深竖井提升系统的设计与选型

随着国内抽水蓄能电站的发展,高水头、大直径引水竖井逐渐增多,研究经济高效、安全可靠的竖井提升系统对抽水蓄能电站建设意义重大。论文结合五岳抽水蓄能电站工程特点,研究“门式起重机载物+矿用绞车载人”相结合的提升系统,实际施工期间的运行情况表明,该提升系统不仅稳定可靠,技术成熟,安全系数高,而且施工故障率低,成本合理,该套系统可靠、可行。

珠江三角洲水资源配置工程抽芯离心泵结构及性能分析

珠江三角洲水资源配置工程罗田泵站安装4台安德里茨公司制造的立式抽芯离心泵,该文结合工程使用条件,介绍了水泵的结构,结合现场安装出现的问题提出了安装上应注意的关键点;其次,介绍水泵变速运行下模型试验和真机试验的过程,并对结果进行了分析,试验结果表明,所采用水泵模型的效率、流量、扬程、压力脉动、空化系数等主要水力性能指标符合招标要求,真机试验中测绘的流量-扬程曲线与模型试验相符,真机效率优于模型效率0.3%,认为数值基本合理,偏大的原因是取用的电机效率低于实际效率的缘故。