动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m^(3)/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。

多相混输泵的流场模拟及样机研制

针对天然气水合物合成系统试验回路中的气液混输问题,提出了一种轴流式多相混输泵的设计。基于N-S方程和SST k-ω湍流模型对该多相混输泵的内部流场进行数值模拟,对比分析了纯水和进口含气率为50%时外特性的差异,揭示了内部流动规律。结果表明,纯水和进口含气量为50%的状态下,扬程均随流量的增大而单调减小;效率均随流量的增大而先增大后减小,在同一流量点,纯水时的效率比进口含气量为50%工况下的效率高约1%;轴功率均随流量的增大而单调减小,在同一流量点,纯水时的轴功率约为进口含气量50%工况下的2倍。同时制作了样机,应用于天然气水合物合成系统的试验回路中,验证了该混输泵具有较强的气液混输能力。研制的多相混输泵可应用于天然气水合物合成系统试验回路中或者其他高压环境下的气液混输场景。

多相混输泵的数值模拟及与实验结果对比

采用数值分析方法对多相混输泵的内部流场及相应的运行特性进行了全面研究,建立了较为完善的计算流体动力学分析模型。计算过程采用非结构化网格,在三维时均N-S方程的基础上,应用标准κ-ε方程对混输泵内部三维湍流流动进行了数值模拟。利用数值模拟的结果分析了气液两相在泵内的流动状况,并对模拟结果和实验结果进行了对比。在设计工况时,数值计算得到的外特性与实验值吻合。远离设计工况时,预测的准确性下降,尤其在小流量工况下差别较大,原因是计算过程中残差出现振荡,很难达到收敛精度要求。

多相混输泵叶轮不同区域增压性能

为了改善多相混输泵叶轮域的增压性能,提高混输泵叶轮的做功能力,选用标准的k-ε湍流模型,分别在纯水条件不同流量下和设计流量不同含气率下进行了数值计算,对多相混输泵叶轮不同区域的增压性能展开了研究.结果表明:从叶轮进口到出口,各级叶轮叶片工作面和吸力面压差大的区域主要集中在叶轮的前半段,且在叶轮前半段,越靠近轮缘,叶轮的增压性能越强,越靠近轮毂,叶轮的增压性能越弱,在叶轮后半段,越靠近轮缘,叶轮的增压性能越差,越靠近轮毂,叶轮的增压性能越强;在不同流量下,随着流量的增大,叶片工作面和吸力面的压差逐渐减小,流量对叶轮前半段叶轮叶片工作面和吸力面压差的影响先增大后减小,流量对叶轮后半段叶轮叶片工作面和吸力面压差的影响逐渐减小;在不同含气率下,含气率越高,对混输泵叶轮的增压性能影响越大,且随着含气率的升高,叶片工作面和吸力面压差下降越快.研究结果对多相混输泵叶轮的进一步优化设计提供重要的理论依据.

双螺杆多相混输泵技术及研究进展

双螺杆多相混输泵依靠螺杆相互啮合容积的周期性变化来输送流体，在设计上利用气体的可压缩性成功地降低回流损失，从而提高泵的容积效率。简述了泵的原理、结构、工作性能及特点。实际应用表明，这种泵可提供中小流量和低中高各种压差，可输送０～１００％范围内任何含气率的流体，对多相流介质具有良好的增压效果，适应陆地及海上等多种工况条件。以多相泵为核心的多相混输技术已在石油工业中得到广泛应用，特别对边际油田和卫星油田的开发具有显著的经济效益。还简要综述了国内外双螺杆多相混输泵的研究进展情况。

双螺杆多相混输泵压力分布的数值模拟

对不同运行工况和几何参数下双螺杆多相混输泵的压力分布进行了模拟计算,并和已发表文献中的试验数据进行了分析比较,验证了所建立的数学模型。并得出随入口压力增高,压差增大,转子转速升高,泵间隙减小双螺杆多相混输泵内压力变化曲线曲率增大;低入口含气率下随入口含气率升高压力变化曲线曲率增大,高入口含气率情况下则相反;相同螺距下转子长度越长压力变化曲线越平坦。

双螺杆多相混输泵的技术改进

双螺杆多相混输泵在使用中存在泵体及螺旋套磨损快、油封处漏油、泵的使用寿命短等情况。为此 ,通过改换螺旋套及主、从动轴材质 ,以及对螺旋套耐磨性差 ,主、从动轴油封处磨损快 ,泵体“8”字孔表面处理 ,优选机械密封和混输泵流程等方面进行技术改进 ,提高了双螺杆多相混输泵的泵效和使用寿命。经改进后 ,螺旋套的寿命由原来的 70 0h提高到 70 0 0h ,泵体“8”字孔的表面硬度达到 10 0 0～ 12 0 0HV ,混输泵已运转 6 0 0 0h以上 ,使用效果良好。

多相混输泵内气液两相流动的压力脉动特性

为了探究含气率对多相混输泵内部流场结构和压力脉动特性的影响规律,基于Standard k-ε湍流模型,应用计算流体动力学软件ANSYS CFX在进口含气率IGVF分别为5%,10%和15%时对多相混输泵内流场和压力脉动特性进行数值计算,进而分析和归纳多相混输泵内部流场结构、频域和压力脉动系数随含气率的变化规律.结果表明:含气率在超过一定范围时会削弱混输泵内的压力脉动,同时主频幅值对压力脉动的影响较大;在气液两相下动静干涉作用仍是引起混输泵内压力脉动的主要因素,与此同时叶轮和导叶内的主频分别是11倍和3倍转频,并且最大主频幅值和压力脉动系数均出现在动静交接面附近.该研究结果可为多相混输泵的结构优化、水力设计和疲劳分析提供一定参考.

多相混输泵试验站及应用技术研究

多相混输泵试验站及应用技术研究是中国石油天然气集团公司“九五”重点科技攻关项目。 1998年 4月在胜利油田孤岛采油厂南Ⅱ站 ,建成了目前国内唯一的多相混输泵实液试验站 ,并开展了运行试验及混输泵的应用技术研究。滩海油田的开发采用混输泵后 ,工艺流程简单 ,占用空间小 ,减少采油平台面积 ,少建一条海底输气管线 ,预计可降低工程投资 15 % 2 0 % ,管理方便 ,具有重大的技术经济效益。多相混输泵实液试验站的建立对多相混输泵的研究、开发及推广应用具有重要意义。

试论油田多相混输泵的应用

油田开发过程中,需要对从油井直接采出的含有油、气、水及各种杂质的多相混合物进行集输,运用多相混输泵可以解决这种已超过普通的泵和压缩机的工作范围的复杂多相混输条件。结合多相混输技术,列举了主要的油田运用混输泵,阐述了各类型混输泵的技术特点,对现在油田多相混输泵的应用情况进行分析,对多相混输泵的优势和应用前景提出了意见和建议。

叶顶间隙对多相混输泵内流动特性的影响

为了揭示叶顶间隙对多相混输泵内流动特性的影响规律,在进口含气率为10%时,利用ANSYS CFX软件对不同叶顶间隙下泵内气液两相流态进行模拟,同时分析和总结了叶顶间隙对流道内流动特性的影响.研究表明,当叶顶间隙增加时,叶轮叶片进口附近低压区占比明显减少,并且叶轮进出口的压差也在逐渐减小.另外,在靠近叶片顶端时,压力等值线存在偏折现象.随着叶顶间隙逐渐增加,偏折加剧.存在叶顶间隙时,叶轮轮毂附近气相聚集得到了明显的改善,并且随着叶顶间隙的增加,气相在叶顶间隙内靠近叶顶处的聚集现象更加明显,导叶轮毂气相聚集位置沿着流动方向向下游移动.研究结果可为多相混输泵水力优化、性能改善和结构设计等提供依据.同时,研究结果进一步揭示了多相混输泵叶顶间隙流对混输泵性能的影响规律.

多相混输泵动叶轮流道内气相分布规律研究

为了揭示多相混输泵动叶轮流道内含气率的分布规律,基于标准k-ε湍流模型,以空气和纯水作为两相介质,采用Fluent软件在进口含气率为30%的工况下对泵内两相流态进行模拟,分析不同叶高下的气相分布特性。研究表明:在首级动叶轮叶片压力面轮毂附近的气相体积分数最大,而在次级和末级动叶轮叶片压力面上的气相体积分数基本相同;在不同压缩级动叶轮0.5倍叶高处,从动叶轮进口到出口,首级动叶轮叶片吸力面上的气相体积分数比次级和末级大;从轮毂到轮缘首级动叶轮叶片压力面上的气相体积分数与次级和末级动叶轮叶片压力面上的气相体积分数的差值逐渐减小,而在吸力面却逐渐增加。本文的研究结果为提高多相混输泵输送效率及运行稳定性提供了参考。

多相混输泵降压工艺在复杂断块油气田的应用

为提高油田整体开发水平和经济效益 ,文留油田针对计量站、单拉井点分散 ,单井管线较长的实际 ,从 2 0 0 0年开始采用了ISP16 0 - 2 80S型多相混输泵降压工艺。从实际计量情况计算 ,达到了降低油井回压、增加油气产量、降低油井机械设备能耗的目的。此集输降压工艺投入产出比为 1∶10 6 5 ,投资回收期 1个月。

CSY14Ⅱ-120/160型多相混输泵的应用

文章详细论述了CSY14Ⅱ 12 0 / 16 0型多相混输泵的工作原理、特点以及主要技术参数 ,介绍了该泵在文留油田文 2 76块的现场应用情况 ,指出了该泵目前所存在的问题 。

双螺杆多相混输泵的泄漏模型分析

对双螺杆多相混输泵的几何特性进行了详细分析,比较了国内外不同的理论分析方法,给出了各种泄漏通道相关几何参数的计算方法,具体给出了齿顶间隙、接触线间隙等不同间隙的几何参数。文中分析了不同泄漏通道在不同工况下的流动数学模型,同时考虑了泄漏通道几何参数在靠近入口和出口处的变化,并以基元容积为控制容积,建立了双螺杆多相混输泵的泄漏数学模型。

海底油气多相混输泵的研究与应用

随着石油工业的发展,国外各公司、科研机构等均投入大量的人力物力进行研究海底油气多相混输技术。而研究其核心设备的多相混输泵更是发展海底多相混输技术的重中之重。分析了研究海底多相混输泵的意义,简要综述国内外螺旋轴流泵、双螺杆泵等各种海底油气多相混输泵的研究与应用情况,并描述了不同泵的特点、工作原理和应用范围。

多相混输泵输送技术在油田的应用

多相混输泵输送技术是近几年发展较快的一项新技术。概述了混输泵应用的意义及试验情况,对混输泵试验的结果及设计安装中的有关问题进行了分析和讨论。介绍了多相混输泵现场应用效果和经验。

双螺杆多相混输泵在海洋石油平台上的应用

在海洋石油平台开采中,油井在产油的过程中,往往伴随着一定量的天然气、水和固体颗粒。为了实现降低井口回压、增加原油产量、提高开发效益以及达到油气密闭输送的目的,需要用油气混输泵对这种含气液固三相的油气多相流体介质进行混合输送。

多相混输泵在塔河油田油气集输系统中的应用

使用混输泵代替接转站中的输油泵,可以简化站内设施,如可取消分离缓冲罐、事故罐,并可将气液分输两条管线改用一条油气混输管线,同时可降低油气进站的压力。文章介绍了多相混输泵在塔河油田的应用。塔河油田属于滚动开发油田,井间距大,原油黏度高,采用混输泵站与传统接转站相结合的布局,可减少接转站数量,扩大集输半径,降低工程投资。

叶顶间隙对多相混输泵多工况增压性能的影响

叶顶间隙的存在会导致混输泵内有叶顶泄漏涡产生,进而对泵的增压性能产生较大的影响。本文以叶顶间隙为基础,定量地研究了不同叶顶间隙、流量及进口含气率对混输泵增压性能的影响。研究发现:叶顶间隙对混输泵做功性能的影响主要位于叶轮域内,且叶顶间隙的增加对于混输泵的做功性能有一定抑制作用;当叶顶间隙较小时,流量对叶轮做功性能都有明显的影响,而随着叶顶间隙的增加,流量对叶片表面压力载荷分布影响相对较小;当叶顶间隙为0.5 mm和1.5 mm时,随着进口含气率的增加,叶片吸力面压力载荷逐渐减小,而压力面的压力载荷略有增加,而当叶顶间隙为1.0 mm时,叶片表面压力载荷受到进口含气率影响很小。研究结果为混输泵增压性能提升提供一定参考依据。