螺旋轴流式多相混抽泵样机的实验评价

应用自主开发的多相混输泵的实验装置,对自行研制的井下螺旋轴流式多相混抽泵样机的外特性进行了实验研究。用水和空气作为实验介质,得到了纯水及不同含气率时该样机的外特性曲线,分析了含气率变化对螺旋轴流式多相混抽泵外特性的影响、特性参数与液体流量和气液总流量的关系。实验评价结果表明,该样机进行多相输送,在进口处含气率低于50%时总体性能较好,水力损失也较小。

井下螺旋轴流式混抽泵增压单元流场仿真分析

为了对井下螺旋轴流式混抽泵增压单元内部流场及相应的运行特性进行数值分析,建立了增压单元的CFD分析模型,将试验结果与仿真结果进行对比。计算时将叶轮区域设在运动坐标系,其余静止区域设在固定坐标系,紊流计算采用标准κ-ε模型和非结构网格,速度压力耦合计算采用SIMPLE算法,非定常计算采用一阶精度的时间项,使用标准壁面方程以考虑边界层。结果表明,应用Fluent仿真软件进行数值模拟能够获得叶轮、导轮及整个泵的外特性,还可以直观地认识泵内部流动的耦合与干涉机理,指导水力模型设计;通过数值模拟不但可以比较初始模型和优化模型,还可对不同的优化模型进行比较,对混抽泵的结构进行优化,从而完善设计模型。

基于FLUENT的液气混抽泵动态模拟与现场应用分析

为解决高气油比井生产过程中的气锁问题,通过对常规抽油泵泵筒结构进行改造,设计了液气混抽泵。利用FLUENT软件对这种泵的工作过程进行模拟分析。通过模拟数据,分析泵内混相流体的流动规律,给出了气相体积分数云图、混合流体的速度云图、气相速度矢量和迹线以及泵内压力、气液体积分数变化曲线,进而阐述了该种泵在防止气锁方面的原理和作用。最后通过现场应用数据对比分析,证明了液气混抽泵在提高泵效与降低气体影响方面的作用和效果,为这种泵的现场应用提供了理论依据。

高气油比井井下混抽泵的研究与开发

为了解决高气油比油藏在开发后期油藏压力下降,井筒内游离气大量析出,受泵吸入口含气体积分数的限制,常规举升技术无法应用的问题,研制开发了螺旋轴流式多相混抽泵。该泵利用螺旋轴流泵的增压原理,采用特殊设计的叶导轮,将游离气破碎并与液体混相,从而将气液两相混流抽出井筒。按照推导出的泵特性与结构关系,同时考虑影响增压单元内相态分离的因素,平衡各结构参数,设计了增压单元和试验样机,并进行了外特性试验。结果表明,混抽泵对含气体积分数大于30%的多相流增压混抽效果明显,泵的排量越大,转速越高,泵效和扬程越高。

新型螺旋轴流式混抽泵增压单元的结构设计

为满足高含气油藏及煤层气田开发的需要,自主设计了一种新型井下混抽泵增压单元,并讨论了主要设计参数的选取原则和范围,确定了增压单元的设计参数。该增压单元采用柱形轮毂、锥形轮缘的结构,具有结构简单紧凑、轴向力小、混抽效果好、适用范围广等优点。并利用CFD软件F luent及其预处理软件Gamb it,模拟了增压单元内的三维紊流场,给出了模拟和试验结果的外特性。

煤层气井新型螺旋轴流式混抽泵设计

针对煤层气井排采中含有气体与煤粉的特点,专门设计了泵的增压单元,并且采用压紧式叶轮结构,有效延长了泵的工作寿命。对样机进行室内试验研究,给出了该泵的外特性曲线,结果表明在入口含气率在40%左右时,样机的最高效率达到了40%,单级扬程2.6 m,该泵对高含气率的多相流体混抽效果明显,对煤粉固体颗粒不敏感,在煤层气开采中具有较好的推广应用前景。

井下螺旋轴流式混抽泵轴向力平衡新结构

分析了井下螺旋轴流式混抽泵轴向力产生机理,借鉴地面叶片泵常用的平衡鼓技术,研制出了一种＂双外壳平衡管加平衡鼓＂轴向力平衡新结构,介绍了该结构的工作原理和结构特点。新型轴向力平衡结构的平衡效果优于常用轴向力平衡结构,并通过实验研究验证了该结构的可行性。这种结构可平衡85%~95%的轴向力,能有效地延长轴承的工作寿命。该结构不仅为大轴向力井下泵的轴向力平衡提供了一种有效的方法,而且也为该种泵今后的设计开发及推广应用奠定了基础。

井下油气混抽泵试验台的改进设计

为进行新型井下螺旋轴流式油气混抽泵的外特性试验研究,针对130型混抽泵在试验过程中出现的问题,对原试验台进行改进,设计出新型试验台,主要包括动力部分、泵级部分、吸入部分、排出部分、测量部分和数据采集部分。新型试验台采用多点混合的气液混合装置和轴端机械密封结构,明显改善了吸入口工况与轴端密封效果。试验表明,新型试验台能够顺利地进行混抽泵的外特性等试验,为相关样机的研究奠定了基础。

井下螺旋轴流式多相混抽泵轴向力计算及平衡

准确地计算井下螺旋轴流式多相混抽泵的轴向力并合理有效地平衡轴向力是该泵推广使用的关键。为此,对混抽泵的轴向力进行了分析计算,提出了平衡轴向力的具体方法,并通过试验验证了平衡方法的可行性,总结出轴向力的变化规律。认为产生轴向力的主要原因是叶轮前后两侧的压差、流体动反力及叶轮自重。提出轴向力的平衡方法有浮动叶轮法、集中止推法、平衡孔法及平衡孔加浮动叶轮法。研究结果认为,轴向力随含气体积分数和流量的增大而减小,其计算值和试验值的误差约为5.17%。最后指出轴向力计算方法和平衡方法具有较高的可靠性。

井下气液混抽泵外特性试验研究

为满足高含气油藏及煤层气田开发的需要,对自主开发的新型井下螺旋轴流式气液混抽泵样机进行了外特性试验研究,得到样机在纯水及不同入口含气率时的外特性曲线,结果表明该样机能高效混抽高含气率介质。本文详述了试验步骤,分析了含气率和气液总流量的变化对井下螺旋轴流式气液混抽泵外特性的影响,为井下气液混轴泵的进一步开发研制提供了试验依据和工作基础。

气液混抽泵防气工艺在卫城油田的应用

卫城油田具有断层多,油、气、水分布复杂,油藏埋藏深、井况差、原始气油比高等特点,原始气油比一般为100-200m3/m3。随着油田的深入开发,气体对油井影响日益明显,泵效较低,甚至发生气锁等现象。气体影响是抽油机井泵效低[1-2]的主要原因,为此开发了气液混抽泵。2011年以来共应用气液混抽泵11井次,泵效平均提高15.3个百分点,累计增液13349t,累增油1272t,油井示功图饱满,气体影响明显改善。

基于CFD的井下混抽泵叶轮有限元分析

为真实反映螺旋轴流式混抽泵叶轮的受力状态,用CFD对叶轮进行了分析。首先对叶轮内的流场进行数值模拟,得到稳态流体压力,然后将CFD模拟得到的叶轮表面流体压力和温度场分析结果加载到叶轮模型进行热力学耦合分析,得到复杂叶轮的温度场、应力场和位移等分布情况。研究结果为优化叶轮结构设计和减少反复设计提供了参考依据,具有较为重要的工程实用价值。

井下螺旋轴流式气液混抽泵井下生产系统匹配方法研究

通过对130型井下螺旋轴流式气液混抽泵室内特性曲线的研究,对其井下生产系统各部分以及试验用井的选择进行了初步探索,提出了井下生产系统的匹配方法。

气液混抽泵的设计及应用

对于高含气井,普通抽油泵在吸入过程中气体伴随流体进入泵腔,泵腔内含气,下冲程时泵腔内压力上升缓慢,游动凡尔不能及时打开,减少了抽排时间.当气体影响极端时,造成泵腔内气体往复压缩、膨胀.上行程泵腔压力始终大于泵吸入口压力,下行程泵腔压力始终小于液柱压力,造成固定凡尔和游动凡尔打不开,造成气锁.一旦发生气锁,抽油泵将无法正常工作,出现抽空.此时,必须对该抽油井进行检修;更有害的是在这种油井中抽油,常发生"液面冲击"现象,加速了抽油杆柱、凡尔罩、泵阀和油管等井下设备的损坏.