DESIGN ON STOP SEAL FOR PROCESS THICK LIQUID PUMP

The using situation at present is summarized about the scal for process thick liquid pump. It is reasonable that sealing scheme is composed of secondary impeller and centrifugal block stop seal. Main formulas are deduced and some problems are pointed out on design and calculation of centrifugal block stop seal.

Numerical simulation of transient flow performance during different periods in centrifugal pumpNumerical simulation of transient flow performance during different periods in centrifugal pump

The instantaneous variations of the hydraulic characteristics take place in centrifugal pumps during their start-up,shutdown and other variable speed operations.In this paper,the variable speed method was proposed to simulate the transient internal flow field and the external performance of the pump during starting and stopping periods.The terms of accelerations due to variable speeds in the flow governing equations were analyzed in a multiple reference of frame(MRF).A transient CFD simulation was performed for a typical centrifugal pump by using ANSYS-CFX with the standard k-εturbulence model.The entire simulation process was composed of four stages:start-up,normal run,shutdown and post-shutdown.The function of rotating speed with regard to time was set by CEL language directly into the impeller domain in the pre-processor of the software to conduct variable speed simulation.The variations of the flow field in the centrifugal pump were obtained from the transient simulation.The changing laws of flow rate,head and other performance parameters over time were also analyzed and summarized.

高停泵特征储层压裂施工参数优化设计方法——以海拉尔油田为例

海拉尔油田深部储层大规模压裂施工停泵压力梯度高,加砂困难,压裂效益低。为了明确高停泵储层裂缝起裂和扩展特征,优化高停泵储层压裂施工参数,利用FracproPT软件模拟海拉尔油田高停泵储层的裂缝扩展,分析了裂缝起裂和扩展的特征,以及高停泵储层渗透率、储层与隔层应力差、杨氏模量和泊松比对施工参数的影响,并对排量、液量、平均砂比和前置液百分数四个施工参数进行了关联性模拟研究。结果表明,高停泵储层压裂裂缝高度易失去控制,裂缝长度和铺砂浓度小,施工成功率低。针对高停泵储层压裂施工特征,最终形成了控制压力,限制缝高的高停泵储层压裂优化设计方法。通过开展实例井应用,证实了该方法的适用性,可为高停泵储层的压裂优化设计和高效开发提供借鉴。

接收站LNG罐内低压泵调试

近年来,LNG接收站迎来了建设高峰期,LNG罐内低压泵是LNG储罐内唯一动设备,本文描述了LNG罐内低压泵的调试方法并记录了额定流量的30%,60%,80%,100%,110%的性能运行数据,通过对比国产泵和进口泵不同流量下的振动值和扬程,分析得出国产泵和进口泵均满足设计要求,但在大流量时国产LNG罐内低压泵振动值波动较大,在本体动平衡计算方面还有优化的空间。

基于KY PIPE的管道输水工程停泵水锤分析及防护方案研究

当长距离有压输水工程因事故突然断电停泵时,易产生停泵水锤,危害输水系统的安全运行。为减轻停泵水锤对泵站等管道输水系统的危害,基于实际工程,使用KY PIPE 2022软件建立了相应的水锤计算模型,通过数值模拟探究输水系统停泵水锤水力过渡全过程,讨论了两阶段缓闭式止回阀不同关阀程序和气囊式空气罐不同布置方式对水锤防护效果的影响规律。结果表明,止回阀两阶段关阀程序优于线性关阀程序;对于管线前端负压较轻的输水工程,气囊式空气罐在管线中部串联布置相较于首尾布置有更好的经济性和可行性。气囊式空气罐、空气阀和两阶段缓闭式止回阀联合防护方案可有效抑制水泵倒转和水体倒流现象,有效控制管内最大正压和负压,使各项关键参数满足规范要求。

抽油机井不停机间抽制度优化分析

某区块位于大庆油田长垣外围,属于低产低渗油田,举升方式以抽油机为主。为降低举升单耗,提高泵充满程度,提升系统效率,实施抽油机井间抽运行模式,不停机间抽技术的推广应用,解决了人工间抽管理难度大、执行效率低等问题。通过对不同举升条件下的不停机间抽制度及长周期制度理论分析与摸索试验,形成了71种不停机间抽控制图板,单井平均节电率达到35%以上,以60 min为一个周期的不停机间抽制度单井平均日耗电量为81.2 kWh,较目前30 min为一个周期的运行单井平均耗电量减少16.0 kWh,更具有节电效果;试验确定了不停机间抽最佳摆角为10°~15°。

空气源热泵除霜技术研究进展

综述国内外空气源热泵除霜技术的研究进展,针对目前对快速除霜和除霜兼顾制热能力等需求以及近些年相变蓄能技术的发展,介绍常规除霜方法的改进措施及目前研究热点,如补气除霜、不停机除霜、超声波除霜和智能除霜等技术。研究发现,研究人员对常规除霜技术的完善一直没有停止,目前在兼顾室内舒适度的同时,空气源热泵除霜效率的提高与系统复杂度、技术要求、成本以及能耗等方面增加的矛盾仍然有待解决。快速除霜和制热不停机除霜是空气源热泵未来除霜技术的发展方向。

四川盆地罗家寨高含硫气田钻完井技术创新与实践

四川盆地高含硫化氢气藏储量规模较大,其安全绿色高效开发对于四川盆地千亿立方米天然气产能基地建设和国家“双碳”目标实现具有重要意义,但高含硫气田在钻完井过程中面临漏、涌、塌、卡、毒等工程技术挑战。为加快高含硫气田的安全绿色高效开发,梳理了高含硫气田钻完井技术难点,开展了高含硫气井优快钻井工艺、完井工艺、井控工艺技术攻关与实践,创新形成了适用于高含硫气田钻完井工艺技术系列。研究结果表明:①首次将海上成熟的Trulink不停泵测斜工艺和随钻测井工艺运用在国内陆上高含硫气井钻井中,分别实现四开一趟钻完钻和五开产层一趟钻完井,趟钻进尺、机械钻速、定向周期等指标优异,井身轨迹合格率100%;②超低密度领浆体系成功应对固井恶性井漏挑战,韧性防气窜泥浆体系配合顶部封隔器确保悬挂位置封固良好,固井合格率、优质率双达标;③两步式完井工艺降低完井过程井控风险,下入的井下永置式压力计实现气井全生命周期的井下实时动态监测;④优化后的防喷器组合及井控装备能够保证高含硫气田钻完井全过程的井控安全。结论认为,四川盆地罗家寨高含硫气田钻完井工艺技术创新在高质量建井方面取得了显著成效,累计测试获气590×10^(4)m^(3)/d,累计无阻流量3204×10^(4)m^(3)/d,所形成的钻完井优化工艺技术系列可以有效指导类似高含硫气田的安全规模高效开发。

高扬程多起伏输水管道停泵水锤防护优化

为兼顾可靠性和经济性,对高扬程、多起伏输水管道停泵水锤防护设备参数进行优化,构建BP神经网络模拟水力过渡过程,以空气阀和单向调压塔参数为决策变量,协同多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化得到Pareto最优解集,采用熵权-TOPSIS法进行决策确定最佳方案。将该方法应用于工程实例,结果表明,相比初始方案,优化方案以低于92.06%的单向调压塔容积提供相近的正压防护效果,管道沿线最低负压提升49.28%,与无防护措施相比,在满足管材耐压能力的同时,管道沿线最大、最小压力与屈服能力上、下限的最大差距分别减小84.02%和65.00%。该方法可实现停泵水锤防护计算与智能优化算法有效链接,确定可靠且经济的停泵水锤防护设备参数。

事故停泵工况下蝶阀关闭规律对并联大型离心泵组的水锤影响研究

泵后蝶阀是泵站水锤防护的重要装置,采取合适的关阀规律是降低事故停泵时水泵最大反转转速和管线最大压力,保证水泵安全运行的关键,本文以犬木塘输水工程为研究对象,利用一维特征线法对事故停机水锤进行数值模拟计算,分析了液控蝶阀线性关闭规律与两阶段关闭规律对并联大型离心泵组的影响。采取控制变量法,分别以快关时间、慢关时间、快关阀门关闭量作为变量着重分析了两阶段关闭规律下供水系统最大压力和水泵最大反转转速的变化,通过比较2泵同停和1泵运行1泵停止工况下停泵水锤,得到了最佳的关阀规律。结果表明:相比于线性关闭规律,合适的两阶段关闭规律能显著降低管线最大压力,减少水泵最大反转转速,影响水泵最大反转转速的主要因素为快关阀门关闭量,次要因素为阀门快关时间和阀门慢关时间;在合适的阈值内快关阀门关闭量越大、阀门快关时间越短、阀门慢关时间越短为最佳的两阶段阀门关闭规律。

泵站停泵水锤事故溯源分析及防护

为研究两阶段缓闭止回阀关阀时间及类型对停泵水锤的影响,以蓝山县高塘坪分置式抽水蓄能工程中的泵站为例,基于两阶段缓闭止回阀工作原理,采用数值模拟方法溯源分析停泵水锤事故产生原因,并对比不同工况下液控蝶阀及多功能水泵控制阀在相同总关阀时间下的停泵水锤防护效果。结果表明,液控蝶阀关阀规律不合理是导致停泵水锤事故的主要原因;与液控蝶阀相比,多功能水泵控制阀在不同工况下的一阶段零流速的自适应关阀方式,可显著降低停泵工况下的水锤峰;经现场实测获取更换多功能水泵控制阀后的停泵水锤曲线,多功能水泵控制阀有效地解决了泵站水锤防护问题,提升了泵站的安全韧性。

长距离负扬程加压泵站调水工程水力控制方式探讨

事故掉电引发的停泵水锤是泵站调水工程安全运行最主要的威胁之一,而对于下游水位低于上游水位的长距离负扬程加压泵站调水工程而言,事故停泵易造成管道拉空,负水锤防护难度较大,因此,针对其停泵工况的水力控制研究十分重要。以某长距离负扬程泵站调水工程为例,模拟计算了事故停泵、阀门拒动这一控制性工况下的水力过渡过程,并对比分析了空气罐、空气阀与空气阀联合空气阀调压室3种水力控制方案的水锤防护效果。结果表明:对于长距离负扬程加压泵站调水系统而言,当采用空气罐的水力控制方式时,所需的空气罐体积较大,投资高昂;当单纯采用空气阀的水力控制方式时,难以有效解决管道局部高点处负压较大的问题,仍可能诱发弥合性水锤;当将部分空气阀附加一根短管组合成空气阀调压室后,能够有效控制管内负压。空气阀与空气阀调压室联合防护是一种十分经济且有效的水锤防护方案,可为这类负扬程加压调水工程的水力控制方式选取提供参考。

基于静压恢复规律的间抽制度研究

在油田生产过程中,间抽是解决低产低效、举升单耗高等问题的有效手段,不仅可以提高泵的充满程度,还可以提高系统效率,亟需制定合理的间抽制度。以油井的静压测试曲线为基础,通过研究IPR曲线类型、液面变化规律、沉没度与泵效的关系,IPR曲线存在有拐点和无拐点2种类型,液面变化先快后慢,恢复至原液面抽汲时间远长于停机时间,泵效在一定沉没度范围内基本不变,为提高间抽效率,采取调大参数间抽。以产量不变为前提,无拐点井根据液面恢复速度确定停机时间,不同参数条件下的沉没度、泵效,计算启抽时间;有拐点井以拐点流压为基准,确定流压波动范围,从而得出对应启停时间。现场实施450口井,液面波动在50 m左右,系统效率提高5.27%,累计节电340.93×10^(4) kWh。基于液面变化规律制定的调大参数间抽制度,液面波动较小,节能效果好;同时利用不停机间抽技术能够实现短时、高频间抽,有效平衡产量与能耗的关系,节能潜力进一步释放,确保了油井高效举升,提高整体开发效益。

重力流和加压泵刚性串联供水系统的停泵水锤防护

以江西省某供水工程为例,针对重力流和加压泵刚性串联供水系统的停泵水锤防护问题,基于停泵水锤计算模型,从泵出口阀驱动方式选择、最小水锤压力防护标准拟定、泵出口阀关闭规律优化、空气阀水锤防护效果等方面开展水锤防护研究。结果表明,该类供水系统在事故停泵、泵出口阀拒动工况下,水泵将最终稳定在正转、正流、负扬程的制动耗能工况区,因此泵出口阀必须采用外力驱动才能实现机组断流。事故停泵后,水泵上游段将首先产生升压波而水泵段将首先产生降压波,由于水泵进水管不允许进气,水泵上、下游管段的最小水锤压力可分别按+2m和-2m控制。根据实例工程特点,泵出口阀两段关闭优于线性关闭,但对水泵出水管线中的负压和汽化现象无改善作用;在水泵下游管段合理设置防水锤型空气阀,可有效改善负压状况。

融霜工况影响下空气源热泵机组频率控制系统

空气源热泵机组在融霜工况下,由于外部环境温度低,机组内部的水箱和管路可能会结霜,导致传热效率下降、能耗增加,使得频率控制不精准。为此,设计融霜工况影响下空气源热泵机组频率控制系统。设计PLC频率控制结构、频率控制中央处理器与PID控制阀门,联合控制热源侧水泵变频。计算机组结霜量,获取换热器的有效集热量。基于分段调节思想,利用计算机调整侧水泵出水量和调节参数,计算融霜启动调频速度。由实验结果可知,所设计系统在不同融霜工况下控制效果与实际最为接近,控制结果误差最大仅为0.1 Hz,能够实现精准控制频率。

基于中间气压罐和罐前逆止阀的浮船泵站水锤防护

以云南省元谋县金沙江光伏提水工程的第一级浮船泵站供水系统为例,开展了浮船泵站水锤防护的研究。在参考相关设计规范的基础上,确定了停泵水锤防护标准;通过比较不同水源水位和停泵台数对过渡过程的影响,确定水锤防护的控制工况为水源水位最低、运行机组全部停泵的工况;根据管道沿线地形和浮船泵站的特点,在分析泵出口阀关闭程序、中间气压罐防护效果、罐前逆止阀作用的基础上,提出了“泵出口轴流式逆止阀+中间气压罐+罐前逆止阀”的水锤防护方案。该方案通过泵出口轴流式逆止阀完全防止机组倒转,通过中间气压罐控制管线中的正负水锤压力,通过罐前逆止阀防止倒泄水流对浮船和摇臂联络管的冲击。该防护措施对类似工程有较好的参考意义。

蓄能机组水轮机工况开停机过程现场测试分析

抽水蓄能电站作为一种重要的储能技术,兼具水泵和水轮机两种工作方式。为了满足能源收集和电网调度要求,水泵水轮机工况转换频繁,开停机次数增加,机组的不稳定问题突出。由于缺乏机组机械动作中压力等运行参数的详细认识,边界条件的设置不同于实际运行工况,造成现场测试与数值模拟、模型试验存在差异,尤其是开停机暂态过程中机组特征参数复杂性增加。针对某原型蓄能机组进行现场测试,对机组各部件安装压力和加速度传感器以获得压力信号和振动加速度信号,基于现场收集的试验数据,分析了机组在水轮机工况开机和停机过程的运行特性。结果表明:水轮机开机过程,开机瞬间稳定性较好,之后转轮加速阶段机组压力脉动表现为宽频噪声,转轮减速阶段压力脉动表现为叶轮旋转频率及其倍频。固定导叶开度空载下,机组各测点周期性压力振荡消失并伴随混频幅值变化。调速器动态模式下,机组频率成分以自然频率为主。水轮机停机过程,压力脉动对导叶动作不敏感,随转速减小脉动强度逐渐下降。下机架和顶盖受机械动作的影响振动较强,之后会随着转速减小而下降。蝶阀关闭后依然存在与转速变化无关的顶盖模态频率线。

煤层气井不停产洗泵技术在贵州地区的应用及改进

文章通过对近9年煤层气井不停产洗泵技术在贵州地区的应用及理论和实践改进的研究,总结分析了在贵州地区77口煤层气直井或定向斜井运用煤层气井不停产洗泵技术289次的情况,其很好的解决了粉末状固相物质导致的泵故障问题,大幅降低了检泵频率,将检泵周期极大幅延长,很好的保证了煤层气井排采的连续性和稳定性,避免了粉末状固相物质导致检泵给井产生的产气下降等伤害,同时节约了大量生产成本,多维度提高了煤层气勘探开发效益。

乐昌峡水电厂渗漏排水系统停泵水锤问题改造实践

乐昌峡水电厂的渗漏排水系统多年来受到停泵水锤问题困扰,导致系统设备故障率高,严重影响设备安全,通过将渗漏泵出口止回阀升级改造为多功能水泵控制阀,彻底消除了停泵水锤现象,改造效果达到预期,可供类似工程参考。

XB油田FY储层油井高效抽汲技术研究

FY储层单井具有完井深度深、产液量低、含水率低、黏度高、易卡泵等特点,同时受地层能量特征影响,采出井示功图呈现“供液不足”的现象较为突出,并且存在系统效率低、降黏技防措施耗电高、频繁卡泵等问题。通过对FY采出井个性化精细参数调整、不停机间抽制度模板制定、清防蜡降黏与解卡配套技术等方面开展研究并应用,最终达到降低该区块系统能耗,实现高效、低成本运行的目的。通过治理,年节电量达到了187.38×10^(4) kWh,年创经济效益132.31万元。