不同叶片加厚方式对混输泵性能的影响

螺旋轴流式油气混输泵可以同时输送含有气相和液相的介质,并且对输送介质中的固体颗粒不敏感。混输泵叶片的加厚方式影响着叶片的结构,从而影响其输送性能。为了研究不同叶片加厚方式对螺旋轴流式油气混输泵性能的影响,自主设计了1套混输泵压缩单元,包括进水段、叶轮、导叶及出水段,其叶轮作为方案1;然后采用不同的叶片加厚方式设计了1组叶轮作为方案2,利用Fluent软件对不同叶轮方案的混输泵进行了数值模拟。结果表明,方案2叶轮混输泵的外特性均高于方案1;叶轮流道内气相聚集在靠近轮毂侧的叶片背面出口处,且方案2叶轮的气液混输性能比方案1好。     

油田多相流泵研究现状与发展趋势

介绍了油田多相流泵研究现状,重点介绍了螺旋轴流式多相流泵和双螺杆多相流泵的性能、优缺点及应用范围,提出了今后研究工作的重点,为研究多相流泵提供了有价值的资料和信息.     

新一代螺旋轴流式多相泵的外特性试验研究

多相混输技术使得未经处理的多相井流或其它多相流体能够在无需分离的前提下实现长距离输送。作为多相混输核心技术之一,螺旋轴流式多相泵与其它多相泵相比具有独特优势,诸如排量大,结构简单、紧凑,对固体颗粒不敏感等。在创建新试验台的基础上,本文以中国石油大学（北京）自主研发的新一代螺旋轴流式多相泵为研究对象,在不同工况下对其进行外特性试验研究。叙述了新一代螺旋轴流式多相泵试验样机的基本特征及新试验台架的基本特点,通过试验测定了多相泵的运行稳定性及多相混输性能。实验表明,新一代螺旋轴流式多相泵能够输送单相或多相流体,并且测定了转速、进口含气率、吸入压力等参数对多相泵性能的影响。多相泵的性能随着转数和进口吸入压力的提高得到明显改善：增压提高,高效区变宽,最优工况对应的流量增大。当含气率升高时,多相泵内两相流体产生速度滑移,泵内流型发生转变,导致多相泵振动、性能不稳定,多相泵的增压能力降低。通过和前几代多相泵进行对比,总结了本多相泵性能的特征,为今后多相泵的设计提供了依据。试验研究发现入口气液混合程度的好坏对泵的外特性及工作稳定性有很大影响,文章最后讨论了在多相泵入口设置均混器的必要性以及试验所用均混器的基本特征。     

混合式油气混输泵内部流动分析

为分析混合式油气混输泵内部流动情况、探索混合式叶轮结构对混输泵性能的影响，该文基于Pro/E及Fluent等软件，对混合式油气混输泵建立全三维流场。并采用Mixture多相流模型、 Standard k-epsilon湍流模型以及基于Pressure-Velocity耦合计算的Simple C算法。以理想状态的水和空气作为多相介质，通过改变含气率(GVF)等工况，分析了混合式油气混输泵的内部流动情况，以及不同外径的混流式叶轮对油气混输泵外特性的影响。结果表明：混合式油气混输泵相较于原型泵的扬程和效率得到提高，混流式叶轮内的气液分布较为均匀，随着混流式叶轮外径的增大，扬程提高越明显；在相同混流式叶轮外径下，随含气率提高，扬程逐渐下降，叶轮出口边出现气液分离，但流道内湍动能基本不发生变化。     

螺旋轴流式多相泵的研究

以石油大学(北京)承接的油气混输泵机理研究为例,介绍了国内螺旋轴流式多相泵的研究现状,重点介绍了第一代、第二代和第三代多相泵的研究成果,并提出了存在的问题及解决方案。     

叶片数变化对油气混输泵性能影响的研究

应用油气混输泵作为油气集输的核心部件具有降低井口回压、增加油气产量、降低工程投资及运行费用、方便生产管理等优点.本文运用计算流体动力学(CFD)软件--基于k-ε紊流模型、MIXTURE两相流模型及SIMPLE算法对YQH-100型轴流式油气混输泵在不同含气率下的内部流场进行了三维数值模拟,研究了叶片数变化对轴流泵性能的影响.结果表明:叶片数的变化对油气混输泵的效率影响并不大,适当增加叶片数可以降低叶轮比转速,提高扬程.研究结果对设计人员具有一定参考价值.     

油气多相泵的最新研制进展

简要综述了国内外油气多相泵的技术发展，介绍了国外新投运的几台法国Sulzer泵公司生产的螺旋轴流式海神多相泵的概况，分别对螺旋轴流式多相泵和双螺杆泵做了简介，比较了二者的技术特点，对石油大学（北京）流体机械教研室在螺旋轴流式多相泵的研究方面取得了进展和现存问题也作了简述。     

气相压缩性对气液混输泵设计工况点性能的影响

为研究气相压缩性对气液混输泵性能的影响规律，以螺旋轴流式气液混输泵为研究对象，采用欧拉-欧拉双流体模型，在20%～80%进口含气率范围内对混输泵设计工况点进行数值计算，分析气相压缩性对混输泵外特性曲线和内流场的影响。研究表明，在高含气率下气相可压缩性对混输泵的外特性预测结果影响明显增大；考虑气相压缩性后，混输泵叶轮单个流道内最先出现气堵问题，并且气相压缩性明显影响叶轮叶片上压力载荷分布以及叶轮内的气液两相的相间速度差分布。     

单螺杆式油气混输泵在油田开采中的应用

在石油开采的油井生产环节,为了实现降低井口回压、增加原油产量和提高油田开发效益,必须采用油气多相混输泵对油气等多相混合介质进行增压输送。单螺杆式油气混输泵可以用于输送含有气、液和固体颗粒的多相介质,并可在短时间内输送纯气体介质,实现多相混输的目标。在油田混输系统的设计中,对混合介质和单螺杆式油气混输泵的特点进行了分析,为系统的安全、可靠运行提供了有效参考。     

油气混输多相泵的密封技术研究

多相混输技术使未经处理的多相井流或其它多相流体能够在无需分离的前提下实现长距离输送,这对边际油田、卫星油田以及深水油田的开发有着重要意义。采用多相混输技术不仅能够节约基建投资,而且还能增加油田产量、延长老油田的寿命,为油气田的开发另辟了一条经济实用的途径。多相泵作为多相混输技术的核心设备之一,其工作条件十分恶劣。输送气液两相流体的增压设备本身对密封就有特殊要求,而多相泵不仅要输送气液混合物,还要承受断塞流工况所产生的交变的冲击载荷,更容易导致密封失效、密封液泄漏增加,这就给多相泵的机械密封提出了更苛严要求。本文针对多相泵的常见工况及在多相密封中遇到的问题,探讨目前多相泵常用的机械密封的技术要求、材料选择、密封机理、典型密封装置及应用效果,为今后多相泵机械密封的设计提供参考。     

螺旋轴流式多相泵高速变速下输送性能研究

本文以石油大学 (北京 )所设计的第三代螺旋轴流式多相泵为实验研究对象 ,分别以纯水、空气—水为实验介质 ,系统地研究了多相泵在高速变速下的纯水外特性和在高速变速下多相输送性能     

螺旋轴流式多相泵高速变速下多相输送性能的研究

以石油大学(北京)所设计的第三代螺旋轴流式多相泵为研究对象，分别以清水、空气-水为试验介质，系统地研究了多相泵在高速变速下的清水外特性和多相输送时不同的进口含气率、进口压力、进口混合物密度和转速等对多相输送性能的影响，为多相泵的工业应用设计提供更进一步的试验参数。     

基于CFD的多相泵复合导叶优化设计

针对多相泵空间导叶局部压力过大的现象,以螺旋轴流式油气混输泵的导叶为研究对象,设计工况下以多相泵的扬程和效率提升以及降低导叶局部压力为优化目标,在保证动叶和复合导叶设计参数不变的前提下,通过CFD数值模拟计算不同复合短导叶安放位置与多相泵的水力效率之间的关系,从而寻找效率最优的复合短导叶安放位置。计算结果表明:多相泵复合短导叶的安放位置对多相泵的内流场和多相泵的外特性有重要影响,随着复合短导叶安放位置从流道后置到前置时,存在使泵效率最高的最优安放位置;当复合短导叶位于流道中部时,能有效抑制气液分离情况,削弱复合导叶尾部叶顶处局部压力过大现象以及提高了多相泵的水力效率;随着短导叶从流道出口移动到流道进口时,存在于导叶背部的低速脱流区会前移,且脱流区面积会增大,加重流道的堵塞。揭示了短导叶安放位置与多相泵内流场和外特性的关系,为多相泵导叶的优化设计提供了一定的理论依据。     

导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响

为了阐明导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响,基于Mixture模型的两相流理论,湍流模型采用SST模型,以自主研制的YQH-100油气混输泵为研究对象,对油气混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的内部非定常流场进行了数值计算。结果表明:随着导叶叶片数的增加,油气混输泵的扬程下降趋势逐渐变缓,其最大差值为7.9%;油气混输泵的效率在含气率为0时先升高后降低,在含气率为0.5时逐渐升高,其最大差值为3.7%。对监测点压力脉动的变化分析表明,含气率为0.5时,监测点压力脉动的幅值更大。随着导叶叶片数的增加,导叶流道内压力脉动的变化更明显,压力脉动幅值的衰减变缓,叶频压力脉动的幅值逐渐减小。研究结果为导叶叶片数为9时,油气混输泵内非定常流动特性更好,由二级叶轮气相分布也能反映出混输泵的运行更稳定。     

含气率对往复式油气混输泵排出性能影响

为了研究含气率对往复式油气混输泵排出性能的影响及转速、含气率、流量的相互关系,基于标准k-ε湍流模型和混合多相流模型,采用计算流体力学软件中的动网格技术和用户自定义函数,在介质含气率不同时对混输泵的排出过程进行三维动态仿真模拟。结果表明:介质增压速度、最大流量、平均流量与含气率成反比。根据转速、含气率、流量关系曲线调节转速,使泵的流量与抽油机流量相匹配,为往复式油气混输泵性能参数的选择及现场应用提供数据参考。     

多相泵的发展与应用概述

海上油气田的开发催生了这一门颇有难度的年青技术。多相混输技术的核心是多相流混输泵。国内外10多种不同类型的多相泵,经过竞争淘汰,如今主流泵型只剩下两种:动力式的螺旋轴流多相泵和容积式的双螺杆多相泵。这两种多相泵虽然型式与基本原理截然不同,但各有千秋,优势利弊互呈。本文列述了它们各自的短长并作一比较评述。     

CFD法设计轴流式油气混输泵初探

选用标准的K-ε紊流模型，利用先进的CFD软件FLUENT及其预处理软件GAMBIT，模拟了轴流式油气混输泵样机的叶轮及混流器内的三维紊流场，依据分析结果对叶轮及混流器相关的几何参数进行了优化，并对模型的选择、三维建模、网格划分、计算分析和试验结果作了介绍。     

黏度对混输泵内气相分布规律的影响

为了深入探究液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响,基于两相流模型和标准的k-ε湍流模型,本文利用FLUENT软件以3种不同黏度的液体为液相介质对三级轴流螺旋式油气混输泵在设计工况、入口含气率30%条件下进行数值计算,总结了液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响。结果表明:黏度越小对叶轮内和首级动叶轮叶片上气体分布影响越大,且当介质为重质油时混输泵内轴向方向上的气相体积分数基本保持不变。另外黏度对首级动叶轮叶片进口附近的气相体积分数的影响也较大。研究结果可为增强混输泵输送效率和水力稳定性提供参考。     

螺旋流恒压泵结构设计改进及性能试验研究

通过对叶轮结构的优化设计、密封装置创新设计以及选用合金塑铝进行叶轮加工,从而研制出新型螺旋流恒压泵。其主要特点是当Q-N、Q-η曲线在一定范围内不断上升时,Q-H曲线始终趋于平直,这样单级水泵就能获得较高的扬程并恒压输出,适宜高转速,具有较好的抗气蚀性能,还具有不堵塞,可用于恒压输送含颗粒或杂质的液体。以LXB 0.8/40-125-80-230泵为例,介绍螺旋流恒压泵叶轮结构及密封装置结构上的改进措施,以及性能试验结果。     

双螺杆油气多相流混输泵内部工作机理研究

从变质量多相系统的热力学特性角度,从能量守恒、质量守恒定律出发,建立了一套描述双螺杆多相泵内部工作机理的控制方程。通过对多相泵内部工作过程的模拟,分析了气体体积分数、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。为验证数学模型的正确性,利用动态信号分析仪对试验样机进行了宏观性能测试和内部压力建立过程曲线（Ｐ—Ｖ图）测试。试验和数值模拟结果的比较表明,建立的数学模型能够正确反映双螺杆油气多相流混输泵内部压力建立过程及其宏观性能特征。