全金属单螺杆油泵的结构参数分析及优化

我国的稠油资源丰富,如何有效地开采稠油资源逐步成为人们的探究重点.目前,由于对热采环境优异的适应性,全金属螺杆泵在稠油开采中得到广泛应用.针对现阶段全金属单螺杆泵普遍效率低的问题,提出了基于CFD的优化策略.运用三维动网格技术对螺杆泵内部流场进行有限元建模;利用试验数据验证了该模型的正确性;基于该模型针对泵的间隙值,偏心距以及定子导程3个主要结构参数对油泵性能的影响规律进行分析并得到了这些参数对排量、漏失量、容积效率、泵效的相关影响规律;利用这些规律对该螺杆泵结构进行优化,使全金属单螺杆泵的系统效率约提升约30%.

全金属单螺杆泵工作性能的仿真与实验研究

基于计算流体力学(CFD),选用三维瞬态湍流动网格模型,对双头全金属单螺杆泵进行流体仿真分析,编写CG宏函数实现动网格中流域动边界的行星运动,仿真研究不同黏度和转速对泵工作效率的影响,同时对该型全金属螺杆泵在不同黏度和转速下进行实验研究。结果表明:在稠油热采环境中,油液黏度较低(<50 m Pa·s),提高转速可以有效改善容积效率和泵效;在稠油冷采环境中,油液黏度较高(>50 m Pa·s),提高转速泵效先增大后减小,转速过大会引起定转子接触碰撞频率、油液对转子的正压力以及油液对转子的摩擦阻力的增大,使得泵效降低,容积效率维持在较高水平;该泵更适合于黏度较高液体的输送。