【摘要】：軸流式油氣混輸泵因其在油田開采中可減少管線分輸設(shè)備、節(jié)約成本而被作為油氣混輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。本研究以提升混輸泵水力性能和穩(wěn)定性為目標(biāo),采用理論設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)YQH-100型軸流式油氣混輸泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如下有兩點(diǎn):一、探討整流器進(jìn)口安放角對(duì)混輸泵水力性能的影響;二、在最優(yōu)整流器進(jìn)口安放角的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有油氣混輸泵進(jìn)行流道上的改進(jìn),提出流道漸縮型油氣混輸泵并進(jìn)行了優(yōu)化研究。具體如下:1.針對(duì)原混輸泵壓縮單元?jiǎng)屿o交界處流動(dòng)不均勻問題,以設(shè)計(jì)工況下泵的增壓和效率提升為優(yōu)化目標(biāo),設(shè)計(jì)了三種不同進(jìn)口安放角的整流器,在不同含氣率下對(duì)單級(jí)壓縮單元進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析,當(dāng)進(jìn)口安放角增大時(shí),整流器進(jìn)口流速減小,葉片背面產(chǎn)生低速脫流區(qū)的起始點(diǎn)向進(jìn)口方向移動(dòng),混輸泵的增壓能力、氣液混合能力及效率均呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì),對(duì)葉輪出口壓力干涉減小,壓力分布較為均勻,但平均壓力較低;較小的進(jìn)口安放角導(dǎo)致葉片間排擠加大,通流面積減小,動(dòng)靜交界處流速和壓力的不均勻性增大。整流器進(jìn)口安放角為15°/19°的壓縮單元性能最優(yōu),其效率比原模型提高了1.7%。2.針對(duì)油氣混輸泵在高含氣率下的氣液分離現(xiàn)象,參照壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),將三級(jí)油氣混輸泵改進(jìn)為漸縮型流道,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)三種不同平均流道高度的模型,通過對(duì)比不同含氣率下的穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果得出:隨著含氣率的升高,原模型效率逐漸降低,流道漸縮型油氣混輸泵效率先降低后增大,說明與原模型相比,改進(jìn)后的模型在輸送高含氣率的氣液混合介質(zhì)時(shí)泵性能得到改善。對(duì)于改進(jìn)后的模型來說,隨著平均流道高度的減小,葉輪葉片工作面靜壓力分更為均勻,流道內(nèi)的高含氣區(qū)數(shù)量及面積逐漸減小,反映在外特性上為混輸泵增壓能力下降,但氣液混合能力增強(qiáng),流動(dòng)分離損失減小,使得混輸泵效率升高,綜合考慮得出:平均流道高度為55 mm時(shí),流道漸縮型油氣混輸泵綜合性能較優(yōu)。3.為研究油氣混輸泵的瞬態(tài)特性,在穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算,對(duì)各模型壓力脈動(dòng)分析得出:葉輪內(nèi)壓力脈動(dòng)主頻為1倍葉頻,說明葉輪內(nèi)的壓力脈動(dòng)主要受葉輪旋轉(zhuǎn)與葉輪葉片數(shù)的影響;葉輪進(jìn)、出口的壓力脈動(dòng)主要集中在中低頻,而葉輪中部在高頻處也存在較為明顯的壓力波動(dòng)。對(duì)各模型葉輪受力情況分析得出:一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),葉輪所受軸向力出現(xiàn)4個(gè)波動(dòng)周期,葉輪所受徑向力卻出現(xiàn)8個(gè)波動(dòng)周期,說明葉輪軸向力與徑向力的波動(dòng)周期與葉片數(shù)相關(guān);隨其平均流道高度的減小,葉輪所受軸向力也減小,但徑向力卻增加,綜合考慮得出:平均流道高度為55 mm時(shí),流道漸縮型油氣混輸泵瞬態(tài)特性較優(yōu)。對(duì)改進(jìn)后的流道漸縮型油氣混輸泵在不同含氣率下的葉輪受力分析得出:軸向力大小、徑向力大小及其波動(dòng)幅值與含氣率負(fù)相關(guān)。本研究改進(jìn)了現(xiàn)有油氣混輸泵性能,對(duì)優(yōu)化油氣混輸泵的水力設(shè)計(jì)、保證油氣混輸泵在高含氣率情況下運(yùn)行穩(wěn)定性和研究泵內(nèi)振動(dòng)特性提供了重要的理論參考依據(jù)。
【圖文】：

流道漸縮型軸流式油氣混輸泵特性研究其在我國各類油田開采中進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，這對(duì)我國能源發(fā)深遠(yuǎn)的意義。外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展混輸泵研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，最早應(yīng)用于油田并投入生產(chǎn)的是雙螺桿泵，如圖 1.1 所示。A公司）于 1985 年在 Trecate 油田進(jìn)行了陸上持久性試驗(yàn)，將一裝在深達(dá) 1000 米的海底，將油井中開采出的未處理的油、氣、至 100 公里外的海底增壓系統(tǒng)進(jìn)行集中處理，并取得成功[8]。熱量大、螺桿受力易折斷、抗砂性能差等原因，而在深海油田

公司）于 1985 年在 Trecate 油田進(jìn)行了陸上持久性試驗(yàn)，，將一裝在深達(dá) 1000 米的海底，將油井中開采出的未處理的油、氣、至 100 公里外的海底增壓系統(tǒng)進(jìn)行集中處理，并取得成功[8]。熱量大、螺桿受力易折斷、抗砂性能差等原因，而在深海油田圖 1.1 雙螺桿泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE974.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吉效科;;偏心轉(zhuǎn)子油氣混輸泵的研制與應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古石油化工;2016年09期

2 王潤軒;王路;鄭朋;;油氣混輸泵的研究現(xiàn)狀[J];化工管理;2017年06期

3 張守森;;混輸泵用機(jī)械密封的性能研究[J];水泵技術(shù);2016年05期

4 朱益飛;肖志勇;;油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J];石油石化節(jié)能;2015年03期

5 凌國平;國內(nèi)外油氣混輸泵技術(shù)的研究和發(fā)展[J];華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2000年05期

6 ;混輸泵[J];機(jī)電設(shè)備;2000年02期

7 劉惠玲;油氣混輸泵設(shè)計(jì)中若干問題的探討[J];管道技術(shù)與設(shè)備;1998年01期

8 凌國平;液環(huán)混輸泵的試驗(yàn)研究[J];流體機(jī)械;1999年04期

9 張明玉,徐秀生;容積式油氣混輸泵的試驗(yàn)研究[J];水泵技術(shù);1997年03期

10 凌國平;液環(huán)混輸泵研究[J];鎮(zhèn)江船舶學(xué)院學(xué)報(bào);1988年Z1期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 于鑫;婁京偉;徐貴東;水素蓮;龍作昆;盧敦華;蔡藻;;分抽混輸泵的研制與應(yīng)用[A];2005年石油裝備技術(shù)發(fā)展學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 記者 雒永春　通訊員 黎坤;塔河油田撬裝式計(jì)量混輸泵站投產(chǎn)[N];中國石化報(bào);2008年

2 宏偉機(jī)械廠科技委;科技委工作新探索[N];中國航空?qǐng)?bào);2002年

3 孟文;ERP讓耐普泵業(yè)苦盡甘來[N];國際商報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 張貴志;走在市場(chǎng)前面[N];中國石油報(bào);2001年

5 記者 馬京林 趙振月;石油之魂[N];中華新聞報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 苗長山;多相泵增壓?jiǎn)卧墓ぷ骼碚撆c設(shè)計(jì)方法[D];中國石油大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 柴小煜;螺旋軸流式油氣混輸泵內(nèi)場(chǎng)流致噪聲的數(shù)值研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

2 劉曉睿;流道漸縮型軸流式油氣混輸泵特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

3 張蕾;多相混輸工藝中混輸泵的選擇與分析[D];西安石油大學(xué);2018年

4 張潮;輪轂半錐角對(duì)軸流式油氣混輸泵壓縮級(jí)性能的影響[D];蘭州理工大學(xué);2018年

5 耿晨;葉輪開設(shè)平衡孔的氣液混輸泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值研究[D];西安理工大學(xué);2018年

6 孫永平;軸流式油氣混輸泵單個(gè)壓縮級(jí)的流場(chǎng)計(jì)算[D];蘭州理工大學(xué);2003年

7 郭俊杰;軸流式油氣混輸泵單個(gè)壓縮級(jí)內(nèi)部流場(chǎng)模擬與分析[D];蘭州理工大學(xué);2004年

8 李娜;提高油氣混輸泵氣液均勻混合的方法及研究[D];蘭州理工大學(xué);2016年

9 雷盛;螺旋軸流式混輸泵壓縮級(jí)設(shè)計(jì)及內(nèi)流場(chǎng)模擬[D];蘭州理工大學(xué);2011年

10 李洋;偏心回轉(zhuǎn)油氣混輸泵內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西南石油大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2707755