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%。     

螺旋轴流式多相泵的研究现状

多相混输技术是当今油气输送技术的发展趋势,而螺旋轴流式多相泵应用于油气水多相混输具有良好的性能.它的最大优点在于对固体颗粒不敏感,能适应气塞和液体段塞.另外,在高含气率(0%～93 %)下,仍有良好的增压效果,在短时间内可在100 %的气体下运行.石油大学(北京)从1996年开始研究螺旋轴流式多相泵,研究了输送机理及结构设计、性能预测和内部能量交换及试验研究,到2003年,先后完成了3代原理机的性能试验研究.其间做了许多国内开创性的研究工作,在叶片选型、扬程估算、性能预测模型的建立以及内部流动规律研究方面都具备了一定水平.文章介绍了取得的研究成果、存在的问题以及对策.     

螺旋轴流式多相泵油气混输试验研究

通过对螺旋轴流式多相泵的室内试验，确定转速、流量等参数对多相泵输送性能的影响，依此对油田现场多相输送可能出现的各种情况进行预测，并成功进行了该泵在油田现场的油气混输增压试验，为螺旋轴流式多相泵的进一步研发积累了经验。     

水下立式螺旋轴流式多相泵的结构设计探讨

螺旋轴流式多相泵因具有适应大体积流量输送,结构紧凑,对固体颗粒不敏感,具有一定的抗干转能力等优点,使其成为海底多相增压输送的最优选择之一。在陆用多相泵多次室内及现场成功试验的基础上,综合运用前期所取得的翼型优化及性能预测等成果,进行水下多相泵的研制。就水下立式螺旋轴流式多相泵系统的结构设计,在多相泵的叶轮、导叶和均化器的设计,轴系的布置及多相泵的密封、润滑、冷却、轴承和驱动电机等方面作了介绍。     

螺旋轴流式油气多相泵的应用

重点介绍螺旋油流式油气多相泵对油田增产以及在卫星油田，边际油田，深海油田的混合输送这两方面的应用。同时对多相混输在工程应用中出现的某些计算问题进行了简单介绍。     

螺旋轴多相泵的开发与应用

介绍了“海神”Ｐ３０２型螺旋轴多相泵的水力设计和机械设计，简述了撬装多相泵装置。对多相泵采取了模块化设计。所选择的泵设计为一种轴向对开内壳的多级筒式在线泵。此外，文章还介绍了Ｐ３０２型多相泵在法国Ｐｅｃｏｒａｄｅ陆上油田的应用情况。     

油气多相混输泵的开发研究

总结国内外油气多相混输技术的发展,重点介绍目前国内螺旋轴流式多相泵、双螺杆式多相泵的开发研制及试验研究状况,在此基础上,指出和阐明其中急待或尚待解决的问题。     

螺旋轴流式多相泵样机的流动设计

螺旋轴流式多相泵应用于油气水多相混输具有良好的性能。为此,对设计这种新型多相增压装置做了探索性研究。具体思路是：借鉴单相泵和压缩机中相关部件的结构形式和设计方法,兼顾避免泵内发生相态分离和满足多相增压的要求及泵内多相流动的特点,提出了螺旋轴流式多相泵样机及其主要过流部件叶轮的基本结构形式和流动设计方法,并给出主要设计参数的选取原则和取值范围,为进一步开展研究工作奠定了基础。     

螺旋轴流式多相泵多级可压缩模拟研究

基于漂移模型的基本理论,考虑多相输送泵中气体的可压缩性,建立了多相泵三维、多级可压缩数值计算模型,对在气相可压缩下螺旋轴流式多相泵内流场进行探索性研究,着重研究多相泵的增压随着压缩单元级数的变化规律。对试验样机的研究表明,对比多级可压缩模型和不可压缩模型预测的增压发现,当含气体积分数超过30%时,两者误差超过16.45%,多相泵的增压随着级数不再呈线性增加,而是呈二次函数关系。模拟结果与试验结果平均误差在10%以内,验证了可压缩模拟方法的可靠性。     

油气多相混输泵的开发研究

总结国内外油气多相混输技术的发展,重点介绍目前国内螺旋轴流式多相泵、双螺杆式多相泵的开发研制及试验研究状况,在此基础上,指出和阐明其中急待或尚待解决的问题。     

螺旋轴流式油气混输泵结构参数优选与试验研究

在确定螺旋轴流式油气混输泵结构型式的基础上,以提高泵的水力效率为目标,对总体结构性能 参数进行了优选。通过分析叶轮导叶参数对混输性能的影响,对叶轮和导叶的部分参数加以调整,以达 到几何结构参数优选的目的。试验结果表明,该泵可以成功进行两相输送和多相增压。     

操作参数对螺旋轴流式多相泵性能的影响

用多相泵试验台架测试了泵转速、气体进口压力和含气率等操作参数对螺旋轴流式多相泵输送性能的影响。试验分析认为 ,气液混输工况下 ,提高泵转速可以提高增压 ,在一定程度上能改善多相泵的工作性能 ;含气率一定时 ,增加进口压力 ,可使多相泵增压值增大 ,泵效明显增加 ,最大含气率点后移 ,但含气率很高时 ,存在气液压力相匹配问题 ;改进缓冲罐和均化器的设计 ,有利于气液互相夹带 ,避免气囊产生 ,可改善多相泵的输送性能。     

油气多相混输泵原理机性能研究

在建立多相混输泵实验装置的基础上,以自行设计的螺旋轴流式多相泵原理机为实验研究对象,分别以纯水、空气、水为实验介质,系统地研究了多相泵的泵轴转速、进口压力、混合物特性等对多相输送性能的影响,为多相泵的进一步开发研制、完善和设计提供了试验资料.     

螺旋轴流式多相泵高速变速下输送性能的研究

以石油大学(北京)设计的第三代螺旋轴流式多相泵为试验研究对象，分别以纯水、空气一水为试验介质，研究了多相泵在高速变速下的纯水外特性和多相输送时进口含气率、进口压力、进口混合物密度、转速等对多相输送性能的影响。得出结论：(1)原理机完全可以进行多相输送，其设计思路和原则是可行的；(2)原理机的多相输送性能受混合物的进口含气率、进口压力、泵轴转速等的影响，随进口含气率的增加，多相泵性能恶化；增加进口压力，提高泵的转速，在一定程度上可以改善原理机的输送性能，在高含气率区域尤为明显；(3)第三代原理机的总体性能要好于第二代，其改进后的均化器以及优选后的叶轮导叶参数对多相泵的性能改善起着重要作用。在输送纯水与多相混输介质条件下的最大效率比第二代原理机提高10％左右。     

油气多相混输泵原理机性能研究

在建立多相混输泵实验装置的基础上,以自行设计的螺旋轴流式多相泵原理机为实验研究对象,分别以纯水、空气、水为实验介质,系统地研究了多相泵的泵轴转速、进口压力、混合物特性等对多相输送性能的影响,为多相泵的进一步开发研制、完善和设计提供了试验资料。     

螺旋轴流式多相泵性能预测研究

1. Introduction The helico-axial multiphase pump is a multiphase pump which,developed by Institut Francaidu Petrole(IFP) and Sulzer Pump Corporation, is used to transfer oil and gas It has been tested preliminarily in the offshore and remote oilfields. It…     

井下螺旋轴流式多相混抽泵轴向力计算及平衡

准确地计算井下螺旋轴流式多相混抽泵的轴向力并合理有效地平衡轴向力是该泵推广使用的关键。为此,对混抽泵的轴向力进行了分析计算,提出了平衡轴向力的具体方法,并通过试验验证了平衡方法的可行性,总结出轴向力的变化规律。认为产生轴向力的主要原因是叶轮前后两侧的压差、流体动反力及叶轮自重。提出轴向力的平衡方法有浮动叶轮法、集中止推法、平衡孔法及平衡孔加浮动叶轮法。研究结果认为,轴向力随含气体积分数和流量的增大而减小,其计算值和试验值的误差约为5.17%。最后指出轴向力计算方法和平衡方法具有较高的可靠性。     

井下螺旋轴流式混抽泵增压单元流场仿真分析

为了对井下螺旋轴流式混抽泵增压单元内部流场及相应的运行特性进行数值分析,建立了增压单元的CFD分析模型,将试验结果与仿真结果进行对比。计算时将叶轮区域设在运动坐标系,其余静止区域设在固定坐标系,紊流计算采用标准κ-ε模型和非结构网格,速度压力耦合计算采用SIMPLE算法,非定常计算采用一阶精度的时间项,使用标准壁面方程以考虑边界层。结果表明,应用Fluent仿真软件进行数值模拟能够获得叶轮、导轮及整个泵的外特性,还可以直观地认识泵内部流动的耦合与干涉机理,指导水力模型设计;通过数值模拟不但可以比较初始模型和优化模型,还可对不同的优化模型进行比较,对混抽泵的结构进行优化,从而完善设计模型。     

螺旋轴流式多相混抽泵样机的实验评价

应用自主开发的多相混输泵的实验装置,对自行研制的井下螺旋轴流式多相混抽泵样机的外特性进行了实验研究.用水和气作为实验介质,得到了纯水及不同含气率时该样机的外特性曲线,分析了含气率变化对螺旋轴流式多相混抽泵外特性的影响、特性参数与液体流量和气液总流量的关系.实验评价结果表明,该样机进行多相输送,在进口处含气率低于50%时总体性能较好,水力损失也较小.