基于CFX软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析

利用CFX软件,在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型来计算油气混输泵单级内三维气液两相流场。通过压力场、速度场及气液相分布的分析,探讨了气液混合介质在油气混输泵单个压缩级内部的流动规律,并对单个压缩级外特性进行了预测。模拟和试验的对比结果表明：该计算模型能较好地预测多相混输泵在较低入口含气率工况下的性能,而当多相混输泵入口含气率比较高时,模拟值和试验值有一定的偏差。     

双螺杆泵气液两相混输试验研究

介绍了用水和空气为介质在试验台上进行的双螺杆泵气液两相混输试验的目的、装置和步骤，经试验和处理得到了输水时各特性参数；混输时泵的吸入气液容积比K、混合物压头H混、液体流量Q液、轴功率N轴、有效功率N效、理论流量QT、容积效率ηV、总效率η；并绘制出双螺杆泵气液两相混输外特性曲线。分析各曲线可知，随着K的增加，总效率η增加，Q混不断增加；N轴和Q液不断下降，其结论是用双螺杆泵作为油气混输泵是可行的。     

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。     

螺旋轴流式气液混输泵蜗壳的实验研究

蜗壳是螺旋轴流式气液混输泵的重要部件。在低速和高速工况下 ,对石油大学 (北京 )设计的这种混输泵的蜗壳 ,分别进行了泵外特性和蜗壳压力测量 ,以及蜗壳内气液两相流动情况分析的实验研究。实验结果表明 ,蜗壳能适应低速工况下纯液和气液混输的需要 ,设计流量下的运行效率较高 ;在高速工况下 ,蜗壳产生较大的水力损失 ,表明蜗壳尺寸偏小 ,不能适应高速运行工况 ,应设计较大尺寸的蜗壳。混输泵蜗壳和普通泵蜗壳在作用和设计上存在较大差别     

浅谈双螺杆泵的油气混输理论

采油双螺杆泵具有泵与压缩机的两重性质,它利用液体的不可压缩性与气体的可压缩性原理,实现油气两相流体的混输,降低了泵的内泄漏率,从而提高了泵的容积效率。介绍双螺杆泵的结构特点及液气两相流混输技术的工作原理,概述了双螺杆泵的流量、压力、效率与转矩等参数对系统性能的影响,同时对双螺杆泵的回流增压原理、密封性能与转子的啮合齿形进行了分析,并为技术人员利用双螺杆泵从地面应用转入井下应用进行油气混输提供了理论参考。     

往复式油气混输泵组合阀流场数值模拟

建立了往复式油气混输泵组合阀的三维流场几何模型。根据泵速、活塞行程和活塞直径等工作参数,给定组合阀的边界条件。利用Fluent软件对不同最大开启高度、不同介质气液比下组合阀内流场进行数值模拟,获得了最大开启高度、介质气液比与组合阀进出口压差、流量系数之间的定量关系。结果表明:当最大开启高度一定时,随着介质气液比的增大,阀进出口压差减小,而流量系数基本保持不变;当介质气液比一定时,随着最大开启高度的增大,进出口压差减小,流量系数减小。为往复式油气混输泵组合阀的设计计算提供参考。     

油气混输泵叶轮叶片重叠度数值模拟

基于螺旋轴流式油气混输泵叶轮的基本参数,利用标准κ-ε模型和Mixture模型,在叶片重叠系数m〉1和m=1及不同体积含气率下,对单个压缩单元进行三维气液两相流场数值模拟。通过对叶片工作面、背面静压和速度矢量分析,探讨气液两相介质在叶轮内的流动规律,并绘制在2种重叠系数下效率和相对扬程与不同含气率关系曲线。结果表明：压缩单元叶片重叠系数m〉1时,其效率和对流体的增压能力均大于重叠系数m=1时。     

橇装式气液两相混输计量装置设计与应用

设计了一种橇装式气井井口气液两相混输计量装置,采用气液分离法计量液量和气量,实现了实时在线计量天然气和水产量,结合智能流量计,可以连续稳定地在气液两相混合流动中计量两相瞬时和累计流量,数据通过无线系统上传。该计量装置采用气液混输,避免了液体外排污染环境,节能环保,同时设计为车载模式,移动方便。通过室内与现场试验表明,该计量装置能连续稳定地在气液两相混合流动中同时计量各相流量,平均误差均小于±5%,满足现场对气井产水、产气量计量精度要求。     

叶片式气液混输泵扬程的一种估算方法

根据一维控制体模型, 在合理假设的基础上, 考虑泵的几何参数、含气率的变化和两相速度滑差, 推导出叶片式气液两相混输泵扬程的计算公式。将该公式计算的扬程与混输泵实际测量的扬程进行了对比分析, 结果说明, 随着泵入口含气率的增加, 泵的计算扬程与实测扬程总体变化趋势是减小, 且计算值与实测值符合情况较好。这说明推导的扬程计算公式可以用来估算混输泵的实际扬程, 具有一定的实用价值。     

螺旋轴流式多相泵试验及相似性能研究

对研制的多相泵样机做了相似设计,并对相似设计结果进行优化,以便开发出拥有更高性能参数的新一代螺旋轴流式多相泵。对第3代叶片式多相泵在转速3900、4200、4500r/min下做了现场试验,对试验结果进行了讨论,验证第3代多相泵在纯水和气液混输工况下的相似性能。结果认为,在设计转速周围,不同转速下纯水工况无量纲化扬程系数-流量系数曲线基本重合,多相泵基本满足相似设计;在多相混输工况下,含气体积分数从0～90%变化过程中,不同转速下扬程系数-流量系数曲线基本重合,第3代螺旋轴流式多相泵在气液混输工况下满足相似性能。     

混输泵扬程与流量特性曲线的理论分析

基于轴流泵的基本能量方程式和伯努利方程,提出了螺旋轴流式多相混输泵的扬程-流量特性曲线的理论分析方法.利用该方法可以得到泵的扬程-流量特性曲线,从而判断混输泵设计的优劣及对混输泵扬程特性的各个影响因素进行定性分析.利用该方法,分别给出了实际混输泵样机在不同进口体积含气率、不同转速情况下的扬程-流量特性曲线,分析了进口体积含气率和转速对混输泵扬程的影响.理论分析结果和实验结果基本一致.     

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验液试验站,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％－20％,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。     

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。     

海洋平台原油外输泵的选型分析

在海上油气田中,泵用来输送原油等介质,当介质的粘度较大时,一般选用双螺杆泵。双螺杆泵还可用于气液混输、固液混输,具有流量平稳、压力脉动小、效率高的特点,在海洋平台中得到了广泛应用。     

多相混输泵的研究与应用

文中主要介绍了多相混输泵在气液比较大情况下，采用多相混输泵进行远程输送，有效降低井口压力、提高原油采出量、遏制井下机械故障率。     

摆动转子气液混输泵的研制

摆动转子气液混输泵工作时 ,偏心曲轴旋转使转子沿缸体外定子与内定子之间的环形空间做摆转运动 ,转子外壁与缸体外定子、转子内孔与内定子外径分别同隔板一起形成两个吸入腔和两个排出腔 ,吸入腔与排出腔的容积随转子摆动不断发生周期性变化 ,完成介质的吸入和排出。内、外定子与转子在工作时互不接触 ,保持一定的间隙 ,泵采用专门的润滑系统 ,润滑轴承及机械密封。这种泵用于油田的油、气、水多相混输 ,可有效降低井口压力 ,提高油井产量。     

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。     

螺旋轴流式多相泵的研究及试验

采用多相混输技术可以节省投资,提高油井产量。为此,对螺旋轴流式多相泵的过流部件(增压单元)和轴径进行设计和计算。在纯水和混液2种工况下,对螺旋轴流式多相泵进行试验,并对测试数据进行处理。试验结果表明,纯水试验时,每套增压单元的最高效率几乎不随转速而变化;混液试验时,多相混输泵增压能力随转速的增加而增强,同时输送的多相流体含气体积分数也随之提高,尤其在4300r/min时,第1套和第2套增压单元输送的多相流体含气体积分数都达到80%。     

双螺杆多相混输泵的理论研究及相关问题探讨

双螺杆多相混输泵在输送任意气液比的多相流体,高凝固点、高粘度流体时都具有较好的增压性能,倍受石化行业青睐,但国内理论研究成果匮乏,制约了其国产化的进程。文章概述了双螺杆多相混输泵的工作原理、结构及主要性能参数的计算方法,并对其密封装置设计、螺杆加工、混输泵装配过程及工艺要求进行了探讨,其结果对研究和生产有指导意义。     

液相黏度对油气混输泵内流特性的影响

螺旋轴流式油气混输泵属于叶片式泵,具有结构紧凑、流量大及对固体颗粒不敏感等特点.目前国内外针对液相黏度对混输泵流场分布的影响研究较少.为此,基于CFD软件,选用标准k-ε湍流模型,以空气和油为介质,在不同液相黏度下对混输泵内流特性进行了数值计算.分析结果表明:液相黏度越小对混输泵叶轮内的压力分布影响越大,且从混输泵轮毂...