潜油电泵导叶轮流道检测仪的研制

潜油电泵以它特有的深抽、大排液量、经济有效的采油特点成为油田中后期增加产量的重要手段之一。作为潜油电泵重要组成部分的导叶轮，其流道的畅通情况直接决定了潜油电泵的排量。目前，在油田的实际应用中，还没有快速准确地检测导叶轮流道的方法。文章叙述了潜油电泵导叶轮流道检测仪的设计原理、结构及功能，并对检测结果进行了分析。     

电潜泵复合解堵技术在渤海油田的应用

目前渤海油田许多稠油井电潜泵在运转一段时间后发生堵塞。研究发现,电潜泵堵塞主要是吸入口堵塞,其堵塞物主要为聚合物胶团、重烃垢、其它无机垢等组成的混合垢。由于常规酸化对电潜泵和电缆损害较大,不适用于电潜泵解堵,因此针对电潜泵堵塞物特征,优选出一种低伤害高效电潜泵复合解堵技术,并成功应用于渤海油田,取得良好的解堵效果。     

注水泵径向式导叶和流道式导叶水力模型的初步分析

本文对采用同一种改型叶轮,基本相同的喉部尺寸、扩散管尺寸的径向式导叶和流道式导叶的6D100—150改型泵,经现场工业性对比试验表明,改Ⅱ型径向式导叶优于流道式导叶,分析了在同样运行条件下,流道式导叶负荷高,泵效偏低2—4％的原因。文章还总结提高注水泵三大效率方面所做的工作。     

SL98型电潜泵机组增加泵挂深度的技术改造

介绍了泵挂深度增加时限制电潜泵使用的因素,并指出其泵壳的强度是影响高扬程泵使用的重要原因。运用歪形能理论对SL98系列电潜泵泵壳强度进行了校核分析,当设计扬程高于2500m时,将泵壳体外径增加至102mm,并针对增加电潜泵扬程的各种限制因素,从泵壳体、导叶轮、耐磨蚀结构、机组法兰接头、电缆的保护和连接螺栓的机械强度及结构等方面进行了综合技术改造。改造后的加强型电潜泵机组现场应用效果良好,运转时间最长已超过1.5a。     

炼油装置机泵的节能改造

通过对大庆石油化工总厂炼油厂在用机泵运行状况分析，找出了泵出口阀节流、电机功率过大等制约机综合效率的因素，提出了堵塞叶轮流道，车削叶轮外径，更换节能电机等节能改造方法，年节电４１．２５万ｋＷｈ。     

用于φ177.8mm套管井的Y形生产管柱及配套工具

Y形电潜泵生产管柱在海上油田应用广泛,具有不动管柱实现生产、测试和分层采油等多种功能,但是由于技术的局限性,该工艺只能应用于φ244.5 mm井筒。针对海上部分油田φ177.8 mm井筒对该工艺的需求,设计了适用于φ177.8 mm井的Y形生产管柱,同时配套了生产堵塞器、测试堵塞器和锁定式堵塞器等井下工具。通过优化生产堵塞器密封结构,提高了堵塞器的使用性能;测试堵塞器通过金属流管密封性能研究,解决了密封件不耐磨以及寿命短的问题。2011年在渤海油田2口井的现场应用结果表明,在φ177.8 mm套管井中可以通过Y形生产管柱实现不动管柱条件下电潜泵生产与分层测试、分层采油等多项工艺。     

多变耦合条件下离心泵首级叶轮变形分析

针对海上采油平台注水用多级离心泵由单台运行模式改为多台并联运行模式时叶轮故障率增加的现象,从离心泵实际运行工况出发,利用ANSYS软件分析注水泵首级叶轮在离心惯性力、流道流体压力、前后盖板外侧液体压力、圆盘摩擦力等耦合载荷共同作用下的变形情况。分析结果表明,在多变耦合载荷作用下,叶轮径向应变主要分布在叶片与前、后盖板交界处,且在应变主要分布区域,应变量由叶轮外缘向中心逐渐增大;叶轮变形主要分布在叶轮后盖板外缘靠近叶片吸力面流道出口部分及前盖板靠近叶片压力面流道出口部分,最大变形位置是在叶轮外缘前后盖板与叶片之间的流道上。该分析结果有利于分析叶轮变形失效原因,并且为离心泵叶轮的优化设计和改型提供了充分的理论依据。     

注水泵泵级导叶水力的设计

对四种不同几何参数的低比速注水泵导叶,配以相同的叶轮进行了对比试验。得出了不同几何参数的泵级导叶中水力损失的分布规律,初步摸清了导叶几何参数,特别是导叶扩散管的几何参数,对泵极性能及泵效影响的规律。研制出一种新型流道式导叶结构,使泵效有显著提高,所研制的高效率导叶,可以推广应用于其它低比速多级离心泵的更新改造。     

电潜泵气液两相流工况水力增压性能预测模型

电潜泵自20世纪以来广泛应用于海上和非常规油气田,来提高油井的生产效率,是一种革命性的油田生产方法,主要适用于自然压力和能量不足的井。潜水离心泵最初是用于抽取矿井中积水而开发的。阿迈斯·阿鲁图诺夫开发了第一台用于油井生产的电潜泵。此后电潜泵逐渐在石油行业中广为人知并流行起来。然而,电潜泵对流动条件非常敏感,为了提高其耐受性、效率、可靠性以及适应恶劣和复杂的井下流动条件,电潜泵经历了许多重大的技术改进。目前电潜泵通常由电动机、密封和一系列离心泵级组成,非常适合于高产的深井和偏斜井中,也常用于非常规井,如页岩油井。因此,电潜泵的耐气性、粘度影响以及长期开采能力已经引起了重大关注。由于其内部流动规律复杂,两相混输风险高,高粘/气液两相流工况下耐受极限和长效开采能力受限,严重制约了电潜泵在深水和非常规油气田安全高效开采中的运用。本文基于欧拉方程,利用最佳流速概念推导回流、摩擦和泄漏等损失,提出了适用于井下旋转电潜泵复杂工况下增压性能预测的理论模型。针对气液两相流动,该模型基于离心场中两相的力学分析,建立旋转叶轮内部体含气率模型,并根据流型选择曳力系数,计算两相滑移效应,修正混合相密度,进而提升...     

新型高气液比混合器携气机理研究

新型高气液比混合器能解决电潜泵系统在高含气井中的气锁问题,为探究其工作机理,采用欧拉模型和气泡数平衡模型对混合器内气液两相流动进行了数值模拟,模拟了混合器内气泡的直径及流场压力和含气率的分布。模拟结果表明:叶轮出口高压液体通过混合器轮盘圆孔,回流至叶片非工作面最低压力区,与叶轮流道内正常流动流体形成交叉流,从而在该区域产生较为强烈的剪切摩擦,撕碎此处聚集的大尺度气泡;高气液比介质经过混合器多级混合后,气泡直径逐级减小,气相分布逐渐趋于均匀。研究结果可为后续建立混合器设计理论提供依据。     

The effect of impellers layout on mixing time in a large-scale crude oil storage tank

This paper reports the results of a study on the effect of the position of impellers on homogenization time in a large scale 19,000 m³ crude oil storage tank. Based on the good agreement found between the predicted and the site measured results for an existing tank equipped by a single impeller, the hydrodynamics of the flow generated by two, three and five side entry impellers arranged in two different orientations is theoretically studied. In order to achieve this, an in-house CFD code with the ability of simultaneous solving of continuity and Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) equations is used. The RNG (renormalization group) version of the k-ε turbulence model is applied for turbulence modeling. The fluid region is divided into a large number of control volumes (580,000 to 900,000), and the MFR (multiple frames of reference) model is used for impeller modeling. The velocity distribution inside the tank for two different types of impellers layouts is investigated and the crude oil mixing time for these two arrangements is compared. The results show when the impellers are placed close to each other in one bottom quarter of the tank, mixing is more efficient in comparison with the distributed arrangement. When the tank is equipped with two and three impellers, the mixing performance is quite different in the two different orientations. However, in the five impellers cases, no considerable difference is observed except at the beginning and finishing parts of homogenization.     

潜油电泵注石脑油稀释工艺技术应用

根据委内瑞拉稠油开发的实际情况,按照稠油加稀油稀释的基本原理,对QYDB149系列潜油电泵机组进行了配套研究与结构改进,着重考虑了稠油井况、出砂严重的井况以及定向井井况。现场应用表明:潜油电泵注石脑油稀释工艺技术能很好地满足实际工况的需要,已产生了良好的经济和社会效益。     

抗稠油电潜泵工艺技术与应用

运用电潜泵采油原理 ,分析了塔河油田稠油中胶质沥青及其形成摩擦阻力对电潜泵运转的影响。通过改进潜油电动机耐温等级 ,采用沉降式和胶囊式组合的复合式平衡装置 ,以及优化设计离心泵 ,克服了稠油对电潜泵机组运转过程的影响。结果表明 ,该技术的应用可有效解决稠油入泵困难、流动阻力大、泵效低等问题 ,实现稠油井的正常稳定生产 ,同时该工艺技术还具有管理方便、效率高、节约能源等特点 ,应用前景广阔。     

电动潜油泵电动机保护器性能测试系统的研究

分析了电动潜油泵电动机保护器失效的原因,对保护器静态和动态密封性能、高速运转后保护器内电机油的电性能、动态时保护器性能参数等进行了系统测试研究,建立了完整的电潜泵电动机保护器性能测试系统,保证了保护器制造质量,确保保护器对电动机的保护作用。现场应用表明,在电潜泵机组所有部件故障中保护器故障减少,消除了由于保护器失效故障引起的电动机故障,电动机故障率比原来降低10%,同时延长了电潜泵机组运转周期。     

高含硫气井罐装电潜泵系统排水采气工艺

为了将常规气井常用的电潜泵排水采气工艺应用于高含硫气井,同时满足高含硫气井保护套管的要求,基于高含硫气井的完井方式及电潜泵排水采气工艺自身的技术特点,针对套管保护、气体干扰及深井电潜泵机组振动等问题,在完井管柱设计、工具配套等方面开展了攻关研究,并在L2井进行了排水采气工艺设计。结果表明:(1)所研发的一套以罐装电潜泵系统为主体、结合锚定式插管封隔器形成的高含硫气井完井管柱系统能够实现电潜泵的正常运行,并且满足保护套管的要求;(2)采用多相流泵及放气管线可以应对气体干扰的问题,使用自动换向阀可以降低电潜泵复杂流道对气井自喷的影响,配套带锚定机构的插管封隔器能够降低管柱振动;(3)所设计的罐装电潜泵系统可应用于?244.5 mm和?177.8 mm套管,其中?244.5 mm套管对应的电潜泵最大排量为900 m3/d、最高扬程为4 500 m;?177.8 mm套管对应的电潜泵最大排量为300 m3/d、最高扬程为3 000 m。结论认为,该项研究成果为高含硫气井实施电潜泵排水采气工艺提供了技术支撑。     

DBF—152型电潜泵封隔器的研制与应用

为满足浅海油田电潜泵井无套压安全生产的需要 ,研制开发了DBF— 15 2型电潜泵封隔器。这种封隔器采用多孔偏心结构 ,液压坐封 ,双向卡瓦锚定 ,上提管柱解封 ;设计了电缆穿越密封装置 ,可实现电潜泵电缆和测压管线的无损穿越 ;设计了排气洗井阀 ,连接在排气通道上 ,具有地面液压控制、油套环空定时排气的功能 ,满足了海上电潜泵井安全生产和测压的要求。现场试验 5井次表明 ,施工效果良好 ,各项功能达到了设计要求。     

潜油电动离心泵叶导轮的优化设计

通过对潜油电动离心泵的叶导轮内的液体质点的运动研究，建立其运动方式的速度三角形，同时研究影响叶导轮抽液性能的结构尺寸和性能参数。在此基础上，对目前使用的叶导轮进行优化，开发研制出单级高扬程的叶导轮，从而可以减少离心泵的级数，降低组装成本。     

Calculation of suction capacity of centrifugal pumps

Information about cavitation characteristics of centrifugal pumps and critical cavitation conditions is given. Depending on the position of the leading edge, impellers are divided into three groups. The spatial lattice of the impeller is presented as a set of elementary lattices on the axisymmetric surfaces of a current of equal-velocity meridional flow. Equations have been derived from the determination of the cavitation margin and the equation of the energy in relative motion for the critical cavitation margin containing a cavitation coefficient referred to the impeller inlet. General equations have been obtained for the critical cavitaion coefficient of specific speed, which can be used to analyze the influence of geometric and operating conditions on the suction capacity of centrifugal impellers, which must be taken into account in designing them. The selection of the typical inlet diameter of the impeller has been substantiated and the critical cavitation coefficients of the elementary lattices have been found. An empirical equation, valid in the whole range of parameters encountered in practice, has been derived for the cavitation coefficient of type-3 impellers with a leading edge located roughly on the diameter of the impeller neck. An analytical equation, applicable for type-1 and-2 impellers, is given for the critical cavitation coefficient with empirical force coefficient values. A scheme for calculation of the suction capacity of such impellers is presented.     

两种轴流式搅拌桨传热特性的CFD研究

在搅拌反应装置中,槽内流体的换热速度和温度分布的均匀性是影响产品质量和生产效率的主要因素。利用计算流体力学(CFD)方法,对两种轴流式搅拌桨A200和A310在某聚苯乙烯反应器中的传热特性进行了对比研究。计算结果表明,3层A310桨比A200桨使槽内流体的升温速度更快,温度分布更加合理。