液环式航空燃油离心泵自吸性能

基于Mixture模型对液环式航空燃油泵进行自吸阶段的非稳态数值计算,研究自吸过程中燃油泵内气液两相分布的变化过程,对不同时刻下燃油泵内部含气率、气液两相分布、压力及速度流线、熵产率和湍动能变化规律进行分析.结果表明:燃油泵的吸气和排气主要集中在自吸过程的前期和中期;随着自吸时间的增加,各监测面的含气率逐渐降低,当自吸时间为3.00 s时,蜗壳出口含气率接近于0,自吸过程结束;泵内压力随相对距离的增加而增大,泵内同一相对距离平面压力随自吸时间的增加而增大;在气液混合时,高速区域主要集中在叶轮中间流道和蜗壳壁面处,低速区域则集中分布在隔舌附近和导叶出口;随着自吸过程的进行,泵内湍动能和熵产率也随之增大,泵内能量损失增大,主要集中在叶轮叶片、导叶叶片和蜗壳出口处.

多指标排序优选抽油井工作参数软件研发

针对原有抽油机井工作参数软件与采油生产实际结合不够紧密、使用不方便的问题,经过技术攻关研发出多指标排序优选抽油井工作参数软件。首先确立以产液量指标为主、井下效率指标为辅、安全指标可靠的优选抽油井工作参数的设计思路,其次是建立以产液量计算为核心的系统算法。应用工程计算和经验公式相结合的方法,通过抽油泵沉没压力使供液量与排液量建立联系,将与供液量接近的排液量作为产液量,进而计算出井下效率、悬点载荷和抽油杆负载率。对所有“泵径、冲程、冲次”组合的优势产液量和优势井下效率及其对应的指标和下泵深度以列表方式输出,对所有指标与井下效率的关系以曲线方式输出,经过排序对比即可挑选出各项指标均占优势且稳定可靠的抽油井工作参数组合,实现抽油井工作参数优化设计的目标。该软件自2017年应用以来年均指导调参130井次,平均单井增产原油63.54 t,提高井下效率3.2%,取得了显著的应用效果。

高温铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性研究

为研究铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性,基于液态铅铋的冲磨蚀破坏机理分析,利用边界层理论建立冲磨蚀数学模型,采用SST k-ω湍流模型对0.8Q_(d)、1.0Q_(d)和1.2Q_(d)三种方案下泵内流动进行数值计算,获得了叶片冲磨蚀分布及壁面流速、流态、壁面熵产率与冲磨蚀的影响关系。结果表明:高冲磨蚀区域主要分布在叶片进口边靠近泵壳一侧;随铅铋泵入口流量增加和壁面流态紊乱加剧,叶片受冲磨蚀影响增大;当液态铅铋的最大流速不高于10m/s时,叶片受冲磨蚀影响较小,而最大流速高于10m/s时,叶片表面冲磨蚀急剧加重;叶片表面高冲磨蚀区域是高壁面熵产率主要分布区域,且液态铅铋的冲磨蚀行为与壁面熵产率呈正相关关系。

多泥沙河流立式轴流泵叶片磨损特性

为探究多泥沙河流引水立式轴流泵的磨蚀问题,基于particle固液两相流模型与Tabakoff磨损模型,研究6个流量工况下5种泥沙粒径和5种含沙率组合的轴流泵装置内泥沙颗粒运动规律及其对轴流泵叶片磨损的影响.结果表明:流量变化对泥沙颗粒运动轨迹影响显著,小流量下泥沙颗粒向叶片工作面运动的趋势更为明显,叶片更容易被磨损,磨损位置主要在叶片进水边及叶片外缘;粒径变化对泥沙颗粒运动轨迹影响也较为显著,大粒径泥沙颗粒更容易撞向叶片工作面而加重磨损,含沙率为0.05,粒径从0.01 mm增大到1 mm时,叶片最大磨损率从0.001 kg·m^(-2)·s^(-1)增加到0.0244 kg·m^(-2)·s^(-1);含沙率变化对泥沙颗粒运动轨迹影响较小,但泥沙浓度增加会加重磨损,粒径为0.5 mm,含沙率从0.01增加到0.2时,叶片最大磨损率从0.0018 kg·m^(-2)·s^(-1)增加到0.061 kg·m^(-2)·s^(-1);叶片磨损强度和叶片磨损面积均与泥沙粒径和含沙率呈正相关,粒径和含沙率越大,叶片受到的磨损强度及磨损面积越大.

液相色谱-原子荧光联用仪泵流量和最小检测量测定结果的不确定度评定

本文依据JJF 1059.1—2012、JJG 1151—2018建立了液相色谱-原子荧光联用仪泵流量和最小检测量测定结果的不确定度评定的数学模型,阐述了测量结果的不确定度评定方法,确定测量过程中不确定度的来源,并对不确定度进行计算,为后续开展液相色谱-原子荧光联用仪的检定校准工作提供参考。

空分设备国产化技术改造总结

马钢气体公司全套35000 m^(3)/h空分设备均自国外引进,因膨胀机、工艺液氧泵、粗氩循环泵原设计因素,精馏系统制冷量不足,工艺液氧泵、粗氩循环泵无法自动调节负荷。通过对膨胀机、工艺液氧泵、粗氩循环泵实施国产化技术改造,增加精馏系统制冷量,使工艺液氧泵、粗氩循环泵能够自动调节其出口压力。文章叙述了膨胀机、工艺液氧泵、粗氩循环泵运行存在的问题和技术改造的具体方法。

液气射流泵扩散管内气泡尺寸的试验研究

在工作水压力小于500kPa的低压水射流情况下,通过取样法和摄像法试验研究了下喷式液气射流泵扩散管内部气泡直径范围,获得内部气液两相流动情况及气泡分布特性。在一定的孔口雷诺数下,不同气液比下扩散管中气泡直径范围约80%集中在0.6～1.3mm。测量不同孔口雷诺数下的气泡直径,在孔口雷诺数较小的情况下气泡直径变化明显,最大直径可以达到3mm左右。由试验结果可以看出,气液比的变化相对于工作压力的改变对气泡尺寸影响比较明显。液气射流泵作为气液接触、射流混合及反应的设备,用于气体的吸收和分离操作。其含气率和气泡分布以及相接触面积是内部射流混合的重要参数。研究结论和结果有利于进一步提高气液两相混合效果。

深水井喷顶部压井成功最小泵排量计算方法

墨西哥湾MC252井发生井喷后,BP公司采用顶部压井法进行压井,但最终失败,目前未见相关文献对失败原因进行分析。顶部压井法是一种非常规压井方法,缺乏现场实践经验及理论指导。压井成功的关键就是从井口泵入的重钻井液无法被井筒中的油气两相携带出井筒,从而使得重钻井液在井筒中聚集,逐渐建立平衡,从而压井成功。基于气液两相流理论,通过研究最小携带钻井液滴的理论,建立了压井成功时的最小泵排量计算模型,计算了不同的参数情况下的泵排量,为成功压井提供了理论依据,并利用模型计算分析了BP顶部压井法失败的原因。

气提泵在喷嘴板脉冲萃取柱中的应用

以30%TRPO/煤油溶液和1mol/L HNO_3溶液为体系,研究气提泵在柱径100mm喷嘴板脉冲萃取柱中的应用规律。实验结果表明:设计的水相进料气提泵、有机相进料气提泵和水相出料气提泵的液体流量和气体流量均满足线性操作;特别是脉冲萃取柱分散相存留分数与水相吹口气提泵的浸没度之间也呈线性关系,并结合吹气法在线测量技术,可实现对脉冲萃取柱稳定操作进行有效控制。

离心式泥泵过流部件的磨损特性

基于固液两相流理论,应用欧拉-拉格朗日法模拟了离心式泥泵不同流量及泥沙浓度下的定常固液两相流场,应用FINNIE预估模型进行了磨损特性计算,着重研究了泥泵叶轮、压水室表面的磨损规律.研究结果表明,随着泥沙浓度增大,泥泵的叶轮、压水室表面的磨损率相对值相应增大;压水室表面的磨损率相对值在小流量的值较高;叶轮的磨损率相对值的最大值出现在小流量区域;压水室表面的磨损率相对值比叶轮表面要高;泥泵在高效区运行,泥泵过流部件的磨损率相对值较低.

气提泵中标准孔板流量计特征

探讨了气提泵输送水,模拟料液,30%三烷基氧膦-煤油溶液时标准孔板流量计两端压降特征。实验结果表明,由于气提泵中气液相互作用,造成了标准孔板流量计两端的压降随时间呈周期性的波动特征;而压降的时均值与流经孔板的液体平均流量之间呈线性关系。

垂直降膜式吸收机内布液器的实验研究

吸收式热泵技术由于能有效利用低势热能而节约高品位的电能,已经成为一项重要的节能技术。吸收器是吸收式热泵的最重要的部件,其性能主要取决于换热管的传热与传质系数,而传热管表面液体降膜状态对传热和传质系数将产生直接影响。布液器是实现液体降膜的关键部件,而目前国内外鲜有相关研究。针对这种现状,共试制了四种规格的布液器样品,针对Φ19和Φ25的紫铜光管与强化换热管进行了管外垂直降膜布液实验,得到了各种布液器布液流量与静液柱高度关系的实验数据,并且拟合了布液器的流量系数与雷诺数的函数关系。根据实验结果提出了优化布液的方法,并用于指导热泵机组的设计。优化后的布液器已经被成功应用于国内首台供热量为1.3MW垂直降膜式吸收式热泵机组样机。

低液量油井不停机间抽优化技术现场试验

间抽是低液量油井的重要生产方式,传统间抽存在油井不在合理流压范围生产、人工停机劳动工作量大的问题,通过研究低液量井IPR曲线、泵抽性能和间抽制度的关系,形成了低液量油井不停机间抽优化技术,研发了不停机间抽装置,采用了小幅往复摇摆取代了间抽停井模式。5口井现场试验表明,在产量不损失情况下,泵效和有功节电率分别提升32%和50.7%,实现了低液量井高效举升,为低液量油井节能降耗提供了可靠的技术手段。

基于E/CRC磨损模型的离心泵壁面磨损特性研究

为了探索离心泵内液固两相流动及固体颗粒引起的壁面磨损特性,本文基于E/CRC磨损模型进行了数值预测,获得了设计工况下离心泵各个区域的磨损形态并对比不同区域的最大和平均磨损率,分析了磨损率变化规律并预测了最大磨损率发生位置,讨论了颗粒粒径及浓度对离心泵叶轮磨损特性的影响。结果表明:磨损最严重的区域在叶片前缘及叶片压力侧尾缘附近;后盖板的平均磨损率最大,叶片及后盖板的最大磨损率最大,最大磨损率在叶片与后盖板交界处叶片曲率角59.8°附近;颗粒粒径及浓度均对叶轮磨损特性有显著的影响,随颗粒粒径的增大,前盖板及叶片的磨损区域面积显著减小,而后盖板的磨损区域面积几乎不变,磨损率呈减小趋势;随颗粒浓度的增大,叶轮磨损区域面积几乎不变,磨损率呈增大趋势。

基于泵功图的油井产液量实时计量新模型

为了解决油井产液量实时监测困难、基于地面示功图推算产液量误差较大等问题,推导建立了基于泵功图的油井产液量实时计量新模型。根据实时测量得到的油井地面示功图,运用一维带阻尼波动方程计算井下泵功图,并建立泵功图曲线离散点曲率计算模型、固定阀和游动阀开闭点位置识别方法以及柱塞有效冲程计算方法,结合油井产出液物性计算公式,建立油井实际产液量计算模型。经现场48口油井计算分析,计算得到的产液量与实际产液量的最大相对误差为12.63%,最小相对误差为0.41%,平均相对误差为6.57%;相对误差在10%以内的油井有44口,占计算总井数的91.7%。研究结果表明本文的油井产液量计算模型正确可靠,能够提高油井生产分析的及时性,为数字化和信息化油田建设提供技术支持。

基于电功图的油井动液面及产液量预测

针对目前部分油田地面示功图实时采集系统不完善,维护成本高,少数油区因周边环境、气候等条件不宜安装实时采集系统,无法利用示功图实时推算油井动液面及产液量等问题,考虑曲柄实际角速度、四连杆机构的惯性、摩擦等因素,推导了基于电机电功图的光杆示功图计算模型,并运用一维带Gibbs阻尼波动方程求解泵功图,分析泵功图曲线各点曲率,确定固定阀和游动阀开闭点位置,形成了基于电功图的抽油机井动液面及产液量预测模型,并编制了计算软件。油田现场10口不同工况油井的计算分析结果表明,基于电功图的油井动液面及产液量计算模型具有较高的精度,能够实现油井动液面及产液量的实时、准确计量,提高了油井生产分析的智能化,有利于油井实时优化运行和增效。

新型混输泵球阀内气液两相流动的数值模拟

为了研究新型混输泵球阀内气液两相流动规律,建立了球阀内流场的三维模型,利用CFD软件,对阀内气液两相流动进行了数值模拟。在球阀开启高度为0.005 m时,对含气率分别为20%、40%、60%、80%4种工况的模拟结果进行了分析,得到了不同含气率下的速度场、压力场及气液两相相态分布,探讨了含气率对球阀内气液两相流动的影响规律。结果表明:阀隙处流速较大,压力梯度大,阀座倒角下端易气蚀;含气率对阀内流速大小影响较小,但对流态有影响。气体主要分布在阀球壁附近,远离球壁气体介质减少;当含气量逐渐增大时,气液两相的相界面处波动较大。研究结果揭示了阀内气液两相流动的规律,为内压缩混输泵气液单向阀相界面演化及失稳机制的研究提供参考。

气液分离室结构对自吸泵水力性能的影响

自吸泵是一种应用广泛的特殊离心泵,其水力性能相比同比转速下的离心泵较低,本文通过改变自吸泵气液分离室两侧的形状来提高其水力性能.基于CFD软件Fluent,采用k-ε湍流模型,对改型设计前后的外混式自吸泵进行了全流场数值模拟.模拟结果表明:经过改型设计,泵的扬程和效率均得到提高;泵腔内的流线平稳整齐,流场得到改善,液体介质流动阻力减小;泵腔内液体介质流动湍动能耗散率减小,紊乱程度降低,能量损耗减少.

利用示功图计算抽油机井的产液量

根据示功图，先估算出产液量ＱＬ的初值。然后，计算出油管内流体的压力分布及密度分布。采用文中的方法求得计算值ＱＬ＇，若ＱＬ＇与ＱＬ相比小于所给的精度，则即为计算产液量，否则用代替ＱＬ，重新计算。结果表明，最大相对误差为１９．５８％，最小相对误差为１．３３％，相对误差在１５％以内的井占９０％。

新型节能抽油机技术推广应用

为降低大机型高产液井的机采井能耗,研究试验WCYJW14-8-11.5节能抽油机。WCYJW14-8-11.5节能抽油机取消了常规游梁式抽油机的游梁、曲柄和减速箱等装置,传动效率得到大幅地提高。与常规14型抽油机对比,该抽油机大幅度地降低了装机功率,平均有功节电率达到36.66%,综合节电率37.13%,同时系统效率提高12个百分点。WCYJW14-8-11.5节能抽油机为今后高产液井的节能技术措施提供了可靠的依据。