离心泵特性曲线换算图在实际中的应用

本文根据离心泵特性曲线与输送介质黏度之间的变化规律,推导出各性能曲线的函数表达式及最高效率点参数求解方法,计算出各种粘度及不同转速时的换算系数,与美国水力协会换算图结果进行对比,验证该换算图对输送复杂性流体时的适用性。     

原油离心泵性能曲线的换算

离心泵的性能曲线都是以清水为介质进行试验测得的,当离心泵在输送原油时,其性能与输送清水时有很大差别,必须将输送清水时的性能曲线进行换算。图表换算法和公式计算法是最常用的两种方法,图表换算法具有快速直观的特点,应用时只需通过查图表和简单手工计算即可,但图表换算法会存在视觉上的误差,精确度不是很高。公式计算法比图表换算法计算结果具有较高的准确度,适于计算机编程。根据这两种方法对原油离心泵的性能曲线进行了换算,绘制出输送原油时离心泵的性能曲线,为合理选用输送其它粘性流体的离心泵提供了参考。     

离心泵输送粘性油时相似关系的探讨

在离心泵开式试验台上 ,对离心泵在不同转速不同输送介质粘度条件下的性能进行了试验研究 ,发现离心泵输送低粘度介质时 ,泵的性能符合相似定律 ,但输送介质粘度较高时 ,性能变化规律存在偏差。对同一台泵 ,输送介质粘度一定 ,各种转速对应的最优工况点的比转速基本相等 ;粘度改变 ,泵的比转速随着改变 ,最佳效率也相应改变。这说明 ,粘性输送时 ,应采用比转速与粘度或能同时兼顾这两种参数的相似准则数来描述离心泵的性能。试验结果表明 ,利用雷诺数Re =Qνopt/d2 ν作为相似准则数 ,能较好描绘输送粘性流体时离心泵性能的相似关系。就试验泵而言 ,当Re≥ 3× 1 0 6 时 ,相似关系基本可以得到满足     

输送粘性油时转速对离心泵性能的影响

通过离心泵试验台架,试验研究了离心泵在不同转速与不同输液粘度下的运转性能,重点分析了输送高粘油品时泵轴转速对离心泵性能的影响。试验表明,输送清水时,泵轴转速对离心泵的性能影响有限,基本符合相似准则。输送高粘油时,随着泵轴转速的提高,离心泵最优工况点的效率提高,最佳效率点的流量和扬程也相应提高,因此,输送粘油用的泵的设计转速必须比水泵有较大幅度的提高。通过比较各种转速下最优工况点的比转速,认为离心泵输送粘油时,暂可采用两种准则来综合规范其相似关系,即采用输送清水时的比转速及相应的粘度范围。     

离心泵组输送粘液时的特性参数计算

在原油输送工程中，常和离心泵作为原油输送泵组。泵样本上给出的离心泵组的特性都是用水试验得出的。因此，当输送性质不同于水的液体时，应考虑介质性质对泵组特性的影响。需对泵组特性进行修正计算。本文介绍了输送粘液时，对离心泵组特性的影响，给出了适于工程应用的修正计算图表及计算实例。     

叶片数对离心泵输送粘性流体时性能的影响

在离心泵试验台上，试验测量了各种运动粘度下，具有不同叶片数叶轮的离心泵性能，探讨了叶片数对离心泵输送粘性流体时对性能的影响，比较了不同粘度下叶片数对油泵性能影响程度的大小，并对输送粘性流体时离心泵的设计提出了新的见解     

输送粘油时叶轮几何参数对离心泵性能的影响

试验研究了以叶片数及叶片出口角为代表的叶轮几何参数对离心泵输送粘性油性能的影响。在离心泵试验台架上,测量了输送不同粘度油品时不同叶片数及叶片出口角叶轮的外特性;对比了在泵送不同粘度介质时叶片数及叶片出口角对离心泵性能的影响程度。试验表明,叶片数与叶片出口角对离心泵性能的影响程度随输送油品粘度范围的不同而改变。分析可知,输送油品运动粘度低于１００×１０－６ｍ２／ｓ时,增大叶片出口角,能有效提高泵的输送能力;输送高粘油时,宜采用少叶片数叶轮。三叶片叶轮能在较大范围内延缓粘性对离心泵性能的影响。     

离心泵组输送粘液时的特性参数计算

在原油输送工程中,常用离心泵作为原油输送泵组。泵样本上给出的离心泵组的特性都是用水试验得出的。因此,当输送性质不同于水的液体时,应考虑介质性质对泵组特性的影响,需对泵组特性进行修正计算。本文介绍了输送粘液时,对离心泵组特性的影响,给出了适于工程应用的修正计算图表及计算实例。     

管道顺序输送高差混油研究

成品油管道线路起伏时相邻油品的密度差和粘度差是影响混油形成的重要因素.分析了两者对混油过程的影响,推导出了与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数,提出了管道顺序输送高差混油模型.湍流时,粘度对流速断面形成的影响在油流核心不明显,主要是密度差别导致流速断面变化而影响有效分散系数,因此,可忽略混油区粘度的变化.在此基础上简化模型,推导出了高差混油浓度分布的基本方程.通过算例对雷诺数、管长和倾角等影响混油的因素进行了分析.结果表明,倾角对混油的影响程度随着输送距离的增长和雷诺数的提高逐渐减小,特别是在高于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时,倾角对混油的影响程度相当小.     

利用大型数据库确立求解原油物理性质和相关式

采用建立在大型数据库基础上的新的经验相关式对原油物理性质进行估算，其结果要优于以前发表过的工业标准相关式。新的相关工是针对下列原油物理性质确立的：①原油的地层体积系数；②溶解气，油比：③泡点压力；④不含气原油的粘度；⑤饱和气原油的粘度；⑥欠饱和原油的粘度；⑦饱和原油的等温压缩系数；⑧天然气比重的修正系数；⑨将闪蒸原油地层体积系数转换为微分原油地层体积系数的换算系数。这些相关式是诸如温度，压力，分离     

低速非达西流临界雷诺数实验研究

在束缚水饱和度下油驱油和残余油饱和度下水驱水的实验基础上,运用前人的低渗透油藏低速非达西判定方法,得到了束缚水饱和度下油驱和残余油饱和度下水驱低速非达西的临界雷诺数。研究表明,束缚水饱和度下油驱和残余油饱和度下水驱低速非达西的临界雷诺数不同,也就是说,驱替与被驱替介质不同,产生低速非达西的临界雷诺数不一样。分析了产生这一现象的原因,并通过实例给出了应用临界雷诺数计算出现低速非达西的临界渗流速度。     

非牛顿原油包水乳状液的表观黏度预测

基于有效介质理论,在Pal等学者提出的经典黏度模型基础上,对含沥青质、胶质等界面活性成分的原油包水乳状液黏度及流变特性进行预测。界面活性分子对连续相的吸附与夹带,导致有效含水率的增加,是乳状液具有非牛顿性的诱因。将促进与阻碍乳状液有效含水率增加的正反2种作用分开考虑,并用含水率因子和颗粒雷诺数因子分别表征。含水率因子考虑了含水率及微观液滴分布对促进作用的影响;颗粒雷诺数因子着重体现不同液滴微观分布时剪切的破坏作用。建立了考虑微观液滴分布、剪切速率、含水率等多因素影响的黏度预测模型,油田现场原油、矿化水乳状液数据验证表明,所建模型具有较好的预测精度,预测结果的最大相对误差为11.44%。     

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��This paper proposes a set of calculation formulas of natural gas viscosity which are obtai-ned from computer fitting by use of the chart concerned.The viscosity values ealeulated by this set of calculation formulas are uniform with the values obtained from the chart. Based on this set of calculation formulas,a computer program had been worked out,which can be applied in the design calculation concerned.     

多因素约束条件下高含水油井抽油机宏观工况图版绘制与应用

现有的抽油机井宏观工况控制图版模板单一,未考虑不同油藏类型油井生产工况的差异性,无法满足多类型油藏油井合理工况评价的需要,同时图版仅考虑了泵效与沉没压力的关系,导致工况评价结果不合理。通过对高含水单元的相关影响参数进行多元回归,推导出最优的泵效计算数学模型;突破常规宏观工况控制图版的单因素二维（泵效与泵入口压力）制作方式,确定了渗透率、黏度、泵深三级分类方法和标准,并针对具体的油井类型建立了更准确的工况宏观控制图版区域边界线计算方法,形成了多因素约束条件下高含水油井抽油机井系列化宏观工况图版的制作方法,实现了多维参数对泵效影响的科学评价。对典型高含水油田胜利油田1 666个单元、20 944口抽油机井进行分类,共形成42张图版,实现了科学细分和横向可比,根据宏观工况控制图版制作方法,以胜利油田各单元按泵深分类为例,制作了高渗稀油及常规稠油Ⅰ宏观工况图版;通过油井现场实测示功图的逐井评价,功图符合率由原图版的80.1%上升到96.3%,证明新的宏观工况图版更加科学合理。现场应用效果表明,新图版能够提升油井生产时率和系统效率,降低油井作业费用,有利于提升油田油井工况管理水平和生产效益。     

油气钻井岩屑沉降阻力计算模型

油气钻井过程中,破碎的岩屑在井筒钻井液中存在着自由沉降的现象,为了防止和避免岩屑沉积造成沉砂卡钻等井下安全事故,需要研究岩屑颗粒的沉降规律、预测岩屑沉降的末速度。为此,基于Stokes定律和Newton-Rittinger模型,提出了黏性阻力占比系数与压差阻力占比系数的概念,应用最小二乘法对实验数据回归得到阻力占比系数方程,分别推导出岩屑颗粒在牛顿流体与幂律流体中沉降时非斯托克斯区域的阻力计算模型,并通过该模型依据沉积实验数据对岩屑颗粒的沉降末速度进行计算和分析。研究结果表明:(1)岩屑颗粒在幂律流体中沉降时,所受到的黏性阻力和压差阻力不仅与颗粒雷诺数相关,而且还与流性指数及稠度系数相关;(2)岩屑颗粒在牛顿流体中沉降,当颗粒雷诺数小于2.944 6时黏性阻力大于压差阻力,当颗粒雷诺数大于2.944 6时压差阻力大于黏性阻力;(3)颗粒雷诺数小于1.11时岩屑沉降主要考虑黏性阻力,颗粒雷诺数介于1.11~500时岩屑沉降受到黏性阻力与压差阻力的共同作用,颗粒雷诺数大于500时压差阻力在岩屑沉降中占主导作用。结论认为,借助于该计算模型,当钻井液为牛顿流体时,可以预测颗粒雷诺数介于0~105的岩屑沉降末速度;当钻井液为幂律流体时,可以预测颗粒雷诺数介于0~105、流性指数介于0.062 3~1的岩屑沉降末速度;上述范围能够满足钻井工程中对于岩屑沉降速度进行预测的需求。     

涩北气田排水采气优选模式

针对柴达木盆地涩北气田所面临的气井井底积液、产水导致产量迅速递减的问题,从准确把握气井排水采气时机、优选经济有效的排水采气方式出发,结合涩北气田生产动态,综合考虑动能因子、积液高度、油压、日产水以及油压、套压压差等多种因素准确诊断了气井积液的状况;分析了涩北一号气田递减阶段气井日产气量和水气比等生产数据的变化规律,根据多项管流井底压力计算理论、临界流量计算模型及涩北气田实际的采气油管尺寸,研制出了排水采气方式选择控制图,并建立了涩北气田排水采气优选模式;回归出了相应的计算公式,预测了涩北一号气田大规模进入优选管柱排水及泡排排水采气时期的具体时机,由于涩北气田属于次活跃与不活跃水驱气藏,水气比上升缓慢,除少数离边水比较近的井外,在整个开发期内不会大规模进入气举排水开采期。     

频率域复电阻率数学模型研究

应用电阻和电容网络模型来模拟电极发射法交变电场岩石阻抗，根据电化学理论，给出每个电子元件的数学表达式，使网络模型与地层参数（孔隙度，地层水矿化度，阳离子交换量和含水饱和度）联系起来，从而使网络模型转换成用地层参数描述的数学模型，然后，进行数学模型计算结果与岩样实验数据拟合，确定了数学模型中的待定系数，再应用阿尔奇公式求出复电阻率，这样，该数学模型说较好地描述了岩石的复电阻率的响应特性。