油气混输泵分析
油气混输泵
性能特点
整体上来说，各种油气混输泵都有如下特点：很好的 自吸性；流量均匀耐腐蚀；含气量高时不影响排量； 结构紧凑；工作平稳；安全可靠等。 双螺杆泵是一种旋转式容积泵。该泵可用于输送未经 处理的含气、含水原油，尤其对于边际油田和滩海油 田，采用此油气混输泵可减少繁杂的分离器、输油泵、 空压机，极大的降低投资成本，节省管理费用。使用 该泵可以降低井口压力，提高油井、油气产量；带有 安全阀及自动控制保护系统，运行安全可靠；损失小， 经济性能好，压力高并且流量均匀，能与原动机直联。
应用举例
造船：用作船用装载泵、扫仓泵，船用压载泵、主机滑油泵、 燃料输送泵、燃油喷射泵、货油泵等； 热电厂：用作重油及原油输送泵、重油燃料泵等； 化工：用作各种酸碱盐液及树脂、颜料、油墨、油漆、甘油、 石腊的输送泵； 炼油厂：用于输送各种加热油、沥青油、焦油、乳胶液、沥 青及用作油输、油池油罐车的各种油品的装缷； 食品：用于酒厂、食品厂、糖厂、罐头厂，输送酒精、蜂蜜、 糖汁、牙膏、牛奶、奶油、酱油、植物油、动物油等； 油田：输送各种油品、原油等。
工作原理 组成：一根主动螺杆——双 头、右旋、凸螺杆；两根从 动螺杆——双头、左旋、凹 螺杆，装在泵体内，和其他 零件组成螺杆泵。 当主动螺杆逆时针方向旋转 时，左面吸油，右面压油， 吸压油口隔开。 特点：结构简单，体积小， 重量轻，运转平稳，噪声小， 寿命长，流量均匀，自吸能 力强，效率高，无困油现象； 但螺杆齿形复杂，不易加工， 精度难以保证。
产品技术中心采油机械部
产品介绍——油气混输泵
李冉
二零零八年七月
油气混输泵
概述 一、单螺杆泵 二、双螺杆泵
2024年油气混输双螺杆泵市场前景分析
油气混输双螺杆泵市场前景分析引言油气混输双螺杆泵是一种用于油气混输领域的关键设备，具有高效、可靠和节能等特点。
本文将对油气混输双螺杆泵市场前景进行分析，探讨其发展潜力和市场趋势。
市场概况近年来，油气混输双螺杆泵市场呈现良好的增长势头。
主要原因包括：1.能源需求增加：全球经济发展和人口增长导致油气需求不断上升，相应地增加了对于油气混输设备的需求。
2.技术进步推动：油气混输双螺杆泵采用了先进的设计和制造技术，提高了其性能和可靠性，满足了不同应用场景的需求。
3.环保压力增大：油气行业面临着环保要求的加强，传统设备无法满足此类要求，而油气混输双螺杆泵能够提供更为环保的解决方案。
市场前景随着油气混输双螺杆泵市场的持续发展，其前景十分广阔。
以下是市场前景的几个重要方面：1.市场规模扩大：随着全球能源需求的增加，油气混输双螺杆泵的市场规模有望进一步扩大。
预计在未来几年，市场规模将持续增长。
2.技术创新驱动：随着油气混输双螺杆泵技术的不断创新，其性能和可靠性将得到进一步提升。
高效、节能和环保等方面的创新将成为市场竞争的关键因素。
3.应用领域拓展：油气混输双螺杆泵在油田、天然气输送和化工等领域均有广泛应用。
随着新能源技术的发展，油气混输双螺杆泵有望在新能源领域中找到更多的应用机会。
4.地区发展不平衡：目前，油气混输双螺杆泵市场在亚洲和北美地区拥有较大的市场份额，但其他地区还存在较大的发展空间。
随着全球经济发展的不平衡性，地区发展差异将为市场带来新的机遇和挑战。
市场竞争油气混输双螺杆泵市场竞争激烈，主要竞争者包括国内外一些知名制造商。
以下是市场竞争的几个关键因素：1.产品质量和可靠性：消费者对油气混输双螺杆泵的产品质量和可靠性要求较高，因此制造商需要不断提高产品质量，确保设备的长期稳定运行。
2.创新能力：技术创新是市场竞争的关键。
制造商需要不断进行研发，推出具有创新性能的产品，以满足不断变化的市场需求。
3.售后服务：售后服务是用户选择供应商的重要因素之一。
油气混输泵的原理及应用
油气混输泵的原理及应用油气混输泵是一种新型回转式容积泵。
该泵具有流量大、压力高、无脉动、振动小、噪音低、运转可靠、寿命长等特点。
油气混输泵的工作原理：油气混输泵泵体两端为吸入口，中间为排出口。
泵体内装有衬套，衬套中放置两根平行的螺杆，分别为主动螺杆和从动螺杆。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬套内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空腔。
当主动螺杆为顺时针方向旋转（从轴伸端看泵）时，随着螺杆的转动和啮合，这些密封空腔连续向前移动，在泵的吸入端不断形成真空，吸入液体。
液体随密封腔沿螺杆轴向连续地推移前进，至排出端形成压力排出，从而实现输送液体的目的。
油气混输泵的性能范围：■流量：1～1000m3/h■压力：最高4.0MPa■使用温度：-20℃～+120℃，特殊材料组合可达280℃■粘度范围：1~3000cSt，降低转速可达105cSt恒盛泵业油气混输泵的优势：■双吸式结构，转子轴向力相互抵消。
输送液体平稳、无脉动、无搅拌，振动小、噪音低。
■特殊泵体结构，底部含液量较大，有很强的自吸性能，并可在混有气体的介质中使用，一般油、汽比可达到1：8以上。
■外装式轴承结构，采用独立润滑，可以输送各种非润滑性介质。
■泵采用同步齿轮驱动，二转子之间不接触，可以输送各种含有固体小颗粒，允许短时间空转。
■泵体带有加热套，可以输送各种低粘度或高粘度介质。
■正确的选用材料，可以输送很多有腐蚀性的介质。
■轴封采用机械密封，具有寿命长.泄漏少，适用范围广。
油气混输泵的应用场合：■石油石化行业：各种润滑油、液压油、原油、沥青、渣油、重质燃油柴油、汽油、油漆、乳胶等产品的输送泵。
特殊泵体结构的设计，用于油田输送油汽混合介质尤其适合，其介质可允许有0.2mm以下硬颗粒。
■造船行业：各种轻质燃油、重质燃油、废油、污油、舱底污油、化学品油、海水的输送泵、增压泵、扫舱泵等。
■食品行业：各种酒精、饮料、蜂蜜糖浆、酱油、动物油、植物油等高低粘度物质的输送。
油气混输泵在塔河油田的应用分析
油气混输泵在塔河油田的应用分析发布时间：2022-05-30T08:16:26.605Z 来源：《工程管理前沿》2022年2月第3期作者：杨锋赵钰婷于学红谢发军[导读] 针对原油粘度高的油井，采用油气混输双螺杆泵，降低输油管线压力。
杨锋赵钰婷于学红谢发军中国石化西北油田分公司采油三厂新疆 841604摘要：针对原油粘度高的油井，采用油气混输双螺杆泵，降低输油管线压力。
本文主要对螺杆泵的工作原理方面进行介绍，分析螺杆泵在集输系统的应用前景。
关键词：螺杆泵；油田；应用一、双螺杆泵工作原理双螺杆泵的原理是利用螺杆的回转来吸排液体双螺杆油气混输泵是一种回转式容积泵，主要工作部件是由具有8字形内孔的泵体（定子）和装在泵体孔内相互啮合的转子（即主、从螺杆）组成，中间螺杆为主动螺杆，由电动机带动旋转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。
主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，两根转子与定子三者之间的共同啮合、配合，形成一系列相等容积的密封腔。
当主轴通过同步齿轮带动从轴按一定的方向旋转，固定在主、从轴上互相啮合的两对螺旋套同时旋转，从而形成一个个密封腔，把被输送的介质沿轴向由低压腔输送至高压腔，完成升压输送过程，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。
图1 双螺杆泵剖视结构图双螺杆泵是由主从动轴上相互啮合的螺旋套和泵体或衬套间形成一个容积恒定的密封腔室，介质随螺杆轴的转动分别被送到泵体中间，两者汇合在一起，最终送达泵的出口，从而实现泵输送的目的。
双螺杆泵可分为内置轴承和外置轴承两种形式。
在内置轴承的结构型式中轴承由输送物进行润滑。
外置轴承结构的双螺杆泵工作腔同轴承是分开的。
由于这种泵的结构和螺杆间存在的侧间隙，它可以输送非润滑性介质。
此外，调整同步齿轮使得螺杆不接触，同时将输出扭矩的一半传给从动螺杆。
正如所有螺杆泵一样，外置轴承式双螺杆泵也有自吸能力，而且多数泵输送元件本身都是双吸对称布置，可消除轴向力，也有很大的吸高。
油气混输双螺杆泵市场分析报告
油气混输双螺杆泵市场分析报告1.引言1.1 概述本报告旨在对油气混输双螺杆泵市场进行全面的分析和研究，以揭示其当前状态和未来发展趋势。
油气混输双螺杆泵作为一种关键的输送设备，在油气行业的应用越来越广泛，因此对其市场进行深入的了解和分析具有重要意义。
本文将首先介绍油气混输双螺杆泵市场的现状，包括市场规模和增长趋势、主要市场参与者及竞争格局，以及技术发展和趋势。
接着，将对市场需求进行详细分析，包括行业应用需求、消费者需求特点和未来发展趋势。
最后，将对市场供给进行分析，包括主要生产商及产品特点、供给链条分析，以及供给能力和潜在风险。
通过对油气混输双螺杆泵市场的分析，我们将为读者提供市场前景展望，并提出相关的建议和展望，最终得出结论总结。
希望本报告能够为相关行业从业者提供有益的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的结构和各个部分的内容进行简要介绍，以便读者对文章有一个整体的了解。
可以简要描述每个章节的内容和重点，让读者能够在阅读之前有一个清晰的预期。
"1.3 目的":本报告的目的在于全面分析油气混输双螺杆泵市场的现状、需求和供给情况，了解市场规模、增长趋势，主要参与者及竞争格局，技术发展趋势，行业应用需求，消费者需求特点，主要生产商及产品特点，供给链条分析等方面。
通过对市场的深入了解和分析，为相关利益相关者提供市场发展的参考和决策依据，同时为行业的进一步研究和发展提供有益的参考信息。
1.4 总结总结：通过本报告的市场分析，我们可以看到油气混输双螺杆泵市场正处于快速增长阶段。
市场规模持续扩大，技术不断发展，需求不断增加。
同时，市场竞争格局愈发激烈，主要参与者不断增多，市场供给也在逐步完善。
未来，油气混输双螺杆泵市场将面临更多的行业应用需求和消费者需求特点的挑战，同时也将迎来更多的发展机遇。
我们建议市场参与者加强技术研发，提高产品质量和性能，拓展市场份额，加强供应链管理，以更好地适应市场需求和竞争压力，实现市场长期健康发展。
螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的研究
螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的研究引言：油气混输泵作为一种重要的输送设备，在石油工业中具有广泛的应用。
它主要用于将油气混合物从井口输送到加工厂或储存设备。
而在油气混输泵内，气液两相流动是其中最关键的研究内容之一、本文将对螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动进行综述，并讨论其中的关键研究内容和挑战。
一、螺旋轴流式油气混输泵的基本原理螺旋轴流式油气混输泵是一种利用转子的旋转来产生流体压力的设备。
其工作原理与传统的离心泵有很大的不同。
在螺旋轴流式油气混输泵中，通过转子的旋转，使得油气混合物沿着螺旋排列的叶片流动，从而产生静压力和动压力，实现对油气混合物的输送。
二、螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的研究现状目前，螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的研究主要集中在以下几个方面：1.流动模式的研究螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的第一步是确定流动的模式。
目前，已经有一些研究对螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的不同模式进行了研究，并提出了相应的流动模型。
这些研究对于了解螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的特点具有重要的意义。
2.气液两相流动的传输特性研究螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的传输特性是研究的关键问题之一、在现有的研究中，主要关注气液两相流动的压降、流量和混合度等特性。
通过数值模拟和实验研究，可以获得气液两相流动的传输特性并为螺旋轴流式油气混输泵的设计和优化提供参考。
3.气液两相流动的稳定性和失稳性研究螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的稳定性和失稳性是另一个重要的研究方向。
在实际运行中，气液两相流动往往会出现振荡、失稳等问题，对油气混输泵的运行造成影响。
因此，研究气液两相流动的稳定性和失稳性，可以帮助我们预测流动的性能，并提出相应的控制策略。
三、未来研究的挑战和展望目前1.气液两相流动的多相模型的建立和优化目前，螺旋轴流式油气混输泵内气液两相流动的多相模型在精确描述气液两相流动中仍存在不足之处。
油气混输双螺杆泵
双螺杆油气混输泵技术一．双螺杆油气混输泵的工作原理油气混输双螺杆泵有两根相向旋转的螺杆轴组成，在泵工作的过程两根螺杆轴上螺旋套相互啮合，并与泵体内腔形成随着螺杆轴的转动，密封腔里的气液混合物随平稳而又连续地输送到泵体中心由于作用在螺杆轴上两螺旋套上的液压力方向相反。
所以螺杆轴上的液压轴向力是二.双螺杆油气混输泵的构造泵的介质输送元件螺杆轴采用螺旋套与轴相分离的形式，一方面可采用高强度合金钢作为轴的材料，以满足大功率大扭矩工作状况下对轴的强度要求；另一方面螺旋套可采用不同的金属材料，以满足不同的泵输送介质的特殊要求。
采用单独润滑的同步齿轮①是用来将主动螺杆轴上的动力传递到从动螺杆轴上，同时保证了在螺杆相互啮合的过程中，螺旋套之间无金属接触，也无动力传递，从而保证泵的输送元件的低磨损，高可靠性。
采用特殊的泵体结构型式以及特殊的螺杆齿形，保证了泵极强的气液混输能力。
即使在很高的气液比，泵也能正常运转。
螺杆轴上的液压径向力由单列圆柱滚子轴承②和双列向心推力球轴承③承受。
而同步齿轮产生的全部轴向力由双列向心推力球轴承单独承受，同步齿轮和单列圆柱滚子轴承由单独的齿轮箱内的齿轮油润滑。
而双列向心推力球轴承由润滑脂润滑。
三.双螺杆油气混输泵的技术难点1．双螺杆油气混输泵的技术难点首先表现在双螺杆的螺杆型线的设计上。
因为混输螺杆型线既要保证螺杆动转过程中气态物质的吸入膨胀，压出压缩，同时又要满足液态物质在螺杆动转过程中的不可压缩性的要求，所以混输螺杆型线的设计有一个基本的要求，就是每一道螺旋密封槽的泄漏面积，根据输送介质气液比的不同而不同。
所以在双螺杆混输泵设计中，螺杆型线的设计是首要问题。
日前，就世界上的双螺杆混输泵的螺杆所采用的型线有如下几种：①W型线如图所示螺旋槽的齿形型线由ab、bc两段摆线组成。
关键的问题是ab、bc两段摆线的比例分配问题，随着输送介质含气量的不同，ab、bc的比例分配关系也不一样，最常见的是ab/bc≈1。
原油集输中影响混输泵性能的因素及解决措施
原油集输中影响混输泵性能的因素及解决措施摘要：随着我国油田开采技术的不断发展，混输泵因为具有比较先进的工作方式和极高的经济效益在原油集输中得到了广泛的应用。
但是因为原油中所包含的成分十分复杂，需要找高技术含量的设备才能够完成原油集输，在这个过程中能够影响混输泵性能的因素有很多，本文深入分析了这些影响混输泵性能的因素，并有针对性的提出了解决的措施，希望能夠提高我国原油集输的效率。
关键词：原油集输;混输泵性能;解决措施在油田中开采的石油有多种复杂的物质组成，其中包括了天然气，水以及蜡和盐等固体物质，如果不能高效的对这些原油物质进行传输就可能会对环境带来极大的危害，因此为了提高石油技术的效率，目前我国广泛使用螺杆混输泵对多种物质混合的原油进行密闭增压传输。
但是在混输泵的实际使用过程中，影响混输泵性能的因素有很多如原油的物性，传输管道布局等，所以要对这些影响因素进行及时的防范和解决，从而有效提高混输泵的工作性能，进而促进原油集输的工作效率。
1 影响混输泵性能的因素1.1 原油物性的影响刚开采出的原油一般都具有较高的黏度，这些原油在传输管道内流动起来非常缓慢，并且会极大的增加管道中的流动阻力，使混输泵很难将这些原油快速的吸入泵的容积腔中，并且可能会使混输泵出现短时间断流的现象，进而影响混输泵的出口压力，在比较严重的情况下会使整个混输泵甚至传输管道发生抖动的情况。
并且原油都具有一定的腐蚀性，在混输泵的工作过程中会对混输泵中的一些接触原油的零件进行腐蚀，被腐蚀的零件金属部分会伤害保护零件腐蚀的橡胶表面，极大的降低混输泵的使用寿命。
并且原油中所包含的蜡等固体物质在进入混输泵的容积腔时会在容积腔内结成污垢，使混输泵容积腔的有效容积容量变小，导致混输泵在单位时间内的进液量和原油流动速度降低，同时原油中的固体物质如砂子在混输泵运转过程中会加剧混输泵零件的磨损程度，影响混输泵的工作寿命，极大的降低混输泵的工作性能。
1.2 管道工艺流程的影响有些采油厂在对原油进行传输的过程中没有对管道加装过滤装置，这种情况下会使原油中所包含的泥沙在传输管道的转弯，阀门等一些传输速度较慢的地方进行沉积，如果在一段时间内不对这些沉积泥沙进行清理，就会造成整个传输管道的堵塞。
各种油气混输泵的性能比较
各种油气混输泵的性能比较泵类型性能表现单螺杆泵双螺杆泵油气混输双螺杆泵外形特征吸入性能有自吸性能有自吸性能有较高的自吸性能结构特征结构紧凑、体积较长、占地面积较大,适合输送含有固体颗粒或含纤维的悬浮物。
结构紧凑、轴承可内外置、可设置加热、冷却系统，可以短时间输送气液混合介质。
结构紧凑、轴承外置，可以输送液、固、气混合介质，设置了储液装置，防止气堵现象。
节能降耗占地面积大，需油气两条管线单独输送；进口配置油气混合器，出口需要油气分离器。
多余气体需要火炬点燃。
占地面积小，同时需要油气两条管线单独输送；进口配置油气混合器，出口需要油气分离器。
多余气体需要火炬点燃。
占地面积小，只需要一条管线输送，无需配置任何油气混合器、油气分离器，同时可以根据工况成撬供货，进出口连接即可一键启动实现输送、增压功能，无需点燃火炬，气体可回收。
输送压力（扬程）0～0～0～输送特性输送有搅伴、有脉动。
输送无搅拌、无脉动；气体含量大时，泵整机振动大、噪音大，容易出现咬泵现象。
可以连续输送无搅拌、无脉动；特有的混输设计使整机不会出现咬泵现象，同时可以根据油井产量变频调节。
耐磨性（材料）定子采用含氟橡胶制成，不耐磨、不耐腐蚀，整机使用寿命3～6个月易损件需更换。
螺杆副采用40Cr或含Cr钢，衬套采用球墨铸铁，输送纯液介质表现优异；输送含气或有颗粒物介质时，泵体发热，不耐磨损；输送介质含有氯化物等有腐蚀性介质时，碳钢材料使泵寿命急剧降低。
整机在普通双螺杆泵已有优势基础上，采用高科技专利技术：①输送介质螺套采用我公司发明专利高气密性型线技术，输送高气压比介质更稳定，无气堵；②螺杆副采用碳化钨喷涂技术，耐磨损、抗腐蚀；③衬套内壁采用碳化硅喷涂技术，耐磨损、抗腐蚀；④带储液罐润滑关键易磨损点，延长整机使用寿命；整机输送气、液、固三相流表现优异。
轴流式油气混输泵吸入室及压缩级流场分析
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｏ ｆｅｄ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ｎ ｃ ａ ｂ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｓａ ｅ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｆ ｗ ｌ ｎ ｉ ｈ ｌｔｏ ｈ ｍ ｅ ｎ ｈ ｔ ｇ ｌ ｉ ｏ ｈ ｘａ ａ － ｉ ｍｕ ｔｐ ａ ｅ ｐ ｍｐ ｆｔ ｅ ａ ｉ ｌｇ ｓｏ ｌ ｌｉ ｈ ｓ ｕ
维普资讯
第２卷 第 ｌ ５ 期
２０ ０ ７年 １ 月
排
灌
机
械
Ｖ０． ５ Ｎｏ １ １２ ．
Ｄ ａｎ ｇ ａ ｄ ｒｉａｉｎ Ｍａ ｈｎ ｒ ｒｉａｅ ｎ Ｉ ｇ ｔ ｃ ｉｅｙ ｒ ｏ
Ｊｎ ０） ａ ．２ （ ７
轴流式油气 混输 泵吸入室及压缩级流场分 析
马希金 ，肖兴均
（ 兰州 理工大学 流体动力与控制学 院， 甘肃 兰州 ７０５ ） ３００
摘
要： 轴流式油气混输泵兼具泵和压缩机的性能， 结构 紧凑 ， 能在 高含 气率下工作。针对混输泵
内部流动复杂易产生气液分离， 气相能量携带能力差 ， 效率低 ， 稳定性差， 设计难度 大等 问题 ， 采用 轴流泵和轴流压缩机设计方法相结合 ， 充分考虑 高含 气率下 气相的可压缩性， Ｐ Ｏ Ｅ对轴流式 用Байду номын сангаасＲ／
油气混输泵吸入室及压缩级建模 ， Ｃ Ｍ 对模型划分网格 ， ＩＥ 基于 Ｒ Ｇｋ 紊流模型 用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｎ 一 Ｌ Ｅ Ｔ软 件对不 同含气率下模型流场流动情况进行 了计算模拟 ； 分析 了流场模拟结果 ， 并进行 了实验。结果
油气混输泵混输特性分析
文章编号:1673-5196(2021)01-0041-06油气混输泵混输特性分析韩伟1,袁仕芳1,权辉1,2(1.兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;2.山东长志泵业有限公司,山东淄博255400)摘要:为获得油气混输泵的内部流动规律,研究该泵的混输特性,基于标准k-ε湍流模型和m i x t e r e多相流模型,对该泵进行气液两相的定常模拟计算,获得其内部压力场㊁速度场以及气相体积率的分布情况.分析表明,从叶轮进口到叶轮出口气液两相分离情况越来越严重,压力增大,流动紊乱.从导叶进口到导叶出口气泡团逐渐从轮毂处向流道中间移动,压力逐渐减小并出现低压区而导致涡旋现象.关键词:油气混输泵;气液两相;混输特性中图分类号:T K72文献标志码:AA n a l y s i s o n m i x e d t r a n s p o r t c h a r a c t e r i s t i c s o f o i l-g a s p u m pH A N W e i1,Y U A N S h i-f a n g1,Q U A N H u i1,2(1.C o l l e g e o f E n e r g y a n d P o w e r E n g i n e e r i n g,L a n z h o u U n i v.o f T e c h.,L a n z h o u730050,C h i n a;2.S h a n d o n g C h a n g z h i P u m p C o.,L t d., Z i b o255400,C h i n a)A b s t r a c t:I n o r d e r t o r e v e a l i n t e r n a l f l o w a n d m i x i n g t r a n s p o r t c h a r a c t e r i s t i c s o f a n o i l-g a s p u m p,t h e s t e a d y g a s-l i q u i d t w o-p h a s e f l o w s i m u l a t i o n,w h i c h i s b a s e d o n t h e s t a n d a r d k-εt u r b u l e n c e m o d e l a n d t h e M i x t e r e m u l t i p h a s e f l o w m o d e l,f o r t h e o i l-g a s p u m p i s c a r r i e d o u t b y u s i n g c o m p u t e r s i m u l a t i o n t e c h n o l o-g y.A n d t h e d i s t r i b u t i o n o f i n t e r n a l p r e s s u r e f i e l d,v e l o c i t y f i e l d a s w e l l a s g a s v o l u m e r a t i o a r e o b t a i n e d. S i m u l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t,f r o m t h e i m p e l l e r i n l e t t o t h e i m p e l l e r o u t l e t,t h e d e g r e e o f g a s-l i q u i d t w o-p h a s e s e p a r a t i o n b e c o m e s m o r e a n d m o r e s e r i o u s,t h e r e l e v a n t p r e s s u r e i n c r e a s e s g r a d u a l l y,a n d t h e f l o w s t a t e t e n d s t o b e t u r b u l e n t.F r o m t h e i n l e t o f t h e g u i d e v a n e t o t h e e x i t o f t h e g u i d e v a n e,t h e b u b b l e c l u s-t e r m o v e s g r a d u a l l y f r o m t h e h u b t o t h e m i d d l e o f t h e c h a n n e l,a n d t h e r e l e v a n t p r e s s u r e d e c r e a s e s g r a d u-a l l y a l s o,f o r m i n g a l o w p r e s s u r e z o n e,w h i c h l e a d s t o e d d y f l o w p h e n o m e n o n i n t h e l o w p r e s s u r e z o n e. K e y w o r d s:o i l-g a s m u l t i p h a s e p u m p;g a s-l i q u i d p h a s e;m i x i n g t r a n s p o r t c h a r a c t e r i s t i c s随着世界的发展,对海上原油的开发越来越重视.海上原油主要包含油㊁气㊁水等三相介质.油气混输泵可直接输送海上油田产出的原油,与传统的工艺相比,可以节约油㊁气分离的成本.油气混输泵兼顾有泵和压缩机的性能[1],可以降低井口回压,提高油井产量,提高油气采集率及经济效益[2].1984年法国和挪威投巨资研发了 海神 系列螺旋轴流式油气混输泵[3-4].中国石油大学从1996年起开始对螺旋轴流式油气混输泵进行研究,李清平等[5-12]先后收稿日期:2019-01-02基金项目:国家自然科学基金(51609113,51579125),国家重点研发计划专项(2018Y F B0606100),中国博士后科学基金(2018M633651X B),甘肃省自然科学基金(2017G S10829)作者简介:韩伟(1977-),男,安徽砀山人,博士,副教授.完成了三代原理机的性能及试验研究.马希金等[13-18]对螺旋轴流式油气混输泵的性能做了深入分析,提出了抑制混输泵内气液分离的若干方法并进行了对比分析.至今为止,对泵内部流场进行研究,获得其多相流混输特性依旧是螺旋轴流式油气混输泵研究的着重点.1油气混输泵模型建立及数值模拟1.1几何模型设计以及网格划分1.1.1设计参数目前针对螺旋轴流式油气混输泵还没有形成一套完善的设计方案.由于该泵由单个或是多个压缩单元组成,兼顾有泵和压缩机的功能[19],故现今对螺旋轴流式油气混输泵的设计大多结合压缩机和轴流式叶轮的设计方法.模拟所用泵模型主要参照文第47卷第1期2021年2月兰州理工大学学报J o u r n a l o f L a n z h o u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y V o l.47N o.1 F e b.2021献[12]以及轴流叶片叶栅的设计方案进行设计计算.设计泵模型为四级多相流泵,设计参数以及泵最终确定的几何参数如下:油气混输泵流量q V =100m 2/s ,扬程H =80m ,转速n =4500r /m i n ,泵的进口直径D s =100m m ,泵的出口直径D d =80m m ;叶轮进口轮毂直径d h 1=100m m ,轮毂半角γ=6ʎ,叶轮轮缘直径D t =142m m ,叶片数Z =4.1.1.2 几何建模及网格划分对设计数据采用P r o /E 三维建模,并使用I C E M 自适应网格对模型进行网格划分.图1为泵模型的网格划分图.图1 油气混输泵网格划分F i g .1 M e s h e s f o r o i l -g a s m i x e d t r a n s p o r t a t i o n p u m p1.2 数值模拟为了能正确模拟气液两相流动,确定两相流的流动特性及流动流型至关重要.由于气液两相的分布状态以及截面不断变化,流型种类繁多极为复杂,故对流型的定义以及划分极为困难[20].1987年B a r n e a 等[21]将流动介质及其流动连续性相结合对流动流型进行划分,简化了多相流动的流型划分种类.现今气液两相流的流型可大致分为六种,即分层光滑流㊁分层波浪流㊁塞状流或长气泡流㊁冲击流㊁环状液雾流和分散气泡流[22-23].确定两相流流型之后,便可根据两相流的流型确定模拟的多相流模型以及湍流模型并模拟设置条件.1.2.1 多相流模型在F L U E N T 中,共有V O F (v o l u m e o f f l u e n t)模型㊁混合(m i x t u r e )模型㊁欧拉(E u l e r i a n )模型等三种欧拉-欧拉多相流模型以及欧拉-拉格朗日方法对应的离散相模型(d i s c r e t e p h a s e m o d e l ).m i x t u r e 模型是通过求解混合物的动量方程来描述流体的运动,并通过相对速度来描述离散相.选择m i x t u r e 模型进行模拟计算.1.2.2 湍流模型L a u n d e r 和S p a l d i n g 于1972年在湍动能k 的方程基础上,再引入一个关于湍动能耗散率ε的方程,提出标准k -ε两方程模型.该方程主要适用于高雷诺数的湍流流动.选择标准k -ε湍流模型进行模拟计算.1.2.3 边界条件假设入口为气液均匀混合分布的泡状流.进口选择速度进口条件大小为3.52m /s,方向垂直于进口端面.材料设置液相选择水,气相选择空气.出口为自由出流,壁面为无滑移壁面条件,以壁面函数法确定固壁附近流动.旋转域采用M R F 模型进行计算.1.2.4 求解计算F L U E N T 采用有限体积法求解离散控制方程,用S I M P L E 算法耦合速度和压力,用一阶迎风格式对动量㊁能量㊁湍动能和耗散率进行离散.2 泵数值模拟外特性及内流场分析为研究泵内部流动情况,获得油气混输泵内流动规律,了解油气混输泵的气液混输特性,分别截取叶轮和导叶中的三个截面(见图2),并将该三个截面的流动情况进行对比分析.由于篇幅有限,将选取入口气相体积分数为50%的模拟结果进行分析.图2 监测截面分布F i g.2 D i s t r i b u t i o n o f M o n i t o r e d c r o s s -s e c t i o n s 2.1 外特性分析为得到泵的两相混输特性,需更改进口条件,计算在不同入口气相体积分数条件下的泵的各个性能指标.本次将对入口气相体积分数分别为0㊁10%㊁20%㊁30%㊁40%㊁50%㊁60%㊁70%㊁80%㊁90%的输送情况进行模拟分析.图3为数值计算出的油气混输泵外特性曲线.由于油气混输泵输送气液两相介质,故用多相压差p m 来表示进㊁出口断面单位体积流体总压的㊃24㊃ 兰州理工大学学报 第47卷差值.从图3可以看出,泵的压差与气相入口体积分数之间存在线性关系,且随气相体积分数的增加,泵压差降低,泵进㊁出口单位体积流体介质的能量差减小.从扬程曲线可以看出,随气相体积分数的增加,泵扬程基本不变,且与泵输送清水时的扬程保持一致.这是因为随着气相体积分数的增加,泵输送介质的密度也在降低,输送相同扬程的介质所需的能量更少.图3 数值模拟的外特性曲线F i g.3 E x t e r n a l c h a r a c t e r i s t i c c u r v e o f n u m e r i c a l s i m u l a t i o n 2.2 静压力分布图4为叶轮三个截面上的压力分布云图.从图中可以看出,在相同的截面上,从叶轮工作面到背面,压力逐渐降低.从叶轮进口到出口,工作面的高压区逐渐向背面过渡,并集中在轮缘处,并在背面靠近轮毂的位置形成一个低压区.通过对比叶轮内三个截面上的压力分布可以发现,在叶轮各个流道内的压力并不是均匀分布.这是因为两相在进入吸入室以后,由于吸入室的几何形状变化剧烈,两相的流动受到冲击,且两相之间的惯性不同,导致气液两相产生相对速度并最终分离.因此,从吸入室进入到叶轮的流体其两相分布并不是均匀的,从而导致进入叶轮内的压力在每个流道内的变化情况也就出现了不一致的现象.图5为导叶上的压力分布图.由图5可知,在同一截面上,从导叶的吸力面到压力面压力逐渐增加,高压区集中在压力面靠近轮缘的位置.在相同截面上压力差Δp =p m a x -p m i n .对比导叶三个截面的静压力图发现,从导叶进口到出口,静压力最大值降图4 叶轮监测截面压力云图F i g .4 P r e s s u r e c l o u d d i a g r a m o f m o n i t o r e d c r o s s -s e c t i o n o n i m pe l l er 图5 导叶监测截面压力云图F i g .5 P r e s s u r e c l o u d d i a gr a m o f m o n i t o r e d c r o s s -s e c t i o n o n g u i d e v a n e ㊃34㊃第1期 韩 伟等:油气混输泵混输特性分析低,最小值增加,压差降低.且在同一流道内,从导叶进口到出口,高压区从轮缘处逐渐向轮毂处扩散.2.3 相对速度分布2.3.1 叶轮域内相对速度矢量分布图6为介质在叶轮上的速度矢量.由图6a 可以看出,在第一截面上大部分地方速度变化均匀,且与叶片方向相切.但是在叶轮域的一个流道内有明显的径向速度,这将造成气液两相更容易分离.这种情况一方面是因为叶片对流体的控制能力不够,另一方面是因为流体从半螺旋形吸入室出来时流动有部分紊乱.文献[24,25]说明了对于半螺旋形吸入室,在气相体积分数较高时,将会在隔舌处产生旋涡.由图6b 可以看出,从叶片的工作面到背面,相对速度的径向分量逐渐增加,尤其是在叶片远离进口处的径向速度分量增加明显.对比图6a 和图6b,发现两个截面内相对速度的最高值几乎不变,但是最低值却在不断降低.可见螺旋轴流泵叶轮对流体的做功能力主要体现在增压上,且在靠近叶轮出口处,速度梯度增加,流动变得紊乱.2.3.2 导叶上相对速度矢量图在螺旋轴流式油气混输泵中,一个叶轮加一个导叶构成一个压缩级.通过叶轮的旋转给流体做功,增加流体的能量.对于油气混输泵,由于叶轮的旋转以及离心力的作用,导致介质在流出叶轮时具有较大的圆周速度以及气液两相的不均匀分布情况,这些都将影响螺旋轴流式油气混输泵的输送性能.因此在叶轮之后增加的导叶起着引导流体流动,减小流体周向速度,并将气液两相进行混合,降低气液分离程度的作用.图7为导叶从进口到出口的速度矢量变化情况.与叶轮截面的相对速度矢量图作对比发现流体介质的圆周速度分量确实有降低.可以看出,在同一个流道内,从压力面到吸力面,相对速度在逐渐降低,且随叶片进口到出口,高速区逐渐集中于叶片压力面处.但是随着流动靠近导叶出口,在流道处出现明显的二次回流涡旋现象,如图7a 与7c 所示.这将引起泵中流体的二次损耗,严重降低泵的输送性能.从导叶上的压力分布也可以看出,两相不均匀分布的流体经过叶轮再流入导叶,该流体的分布依旧是不均匀的.因此使得导叶内部分流道压力较高,而部分流道内的压力却又极低.可见,两相流体在吸入室内的分离情况对混输泵的混输性能影响极大,图6 叶轮速度矢量分布F i g .6 V e l o c i t y v e c t o r d i s t r i b u t i o n i n i m pe l l er 图7 导叶相对速度矢量分布F i g .7 D i s t r i b u t i o n o f r e l a t i v e v e l o c i t yv e c t o r i n g u i d e v a n e ㊃44㊃ 兰州理工大学学报 第47卷需要尽量减少该情况的发生.3 泵气液混输特性分析由于在输送过程中气相与液相的密度不同,故在叶轮旋转过程中两相所受到的离心力也就不同.气相密度比液相密度要小,这将导致气相在叶轮轮毂处堆积,而液相被甩向叶轮轮缘处,气液两相产生分离.气相从液相中分离出去,严重的将会堵塞流道,影响油气混输泵的输送性能,降低输送效率.马希金等模拟了螺旋轴流式油气混输泵气液两相在叶轮的分离情况以及气相在吸入室中的分布情况,得到了抑制气液分离的一系列方法.3.1 叶轮气体体积分数分布图8为叶轮第一截面和第三截面的气体体积分数分布云图.对比图中两个截面发现,在流体介质刚进入叶轮时,气液两相大致均匀分布,只在叶片工作面处气相体积分数相比其他地方较低.这是因为流体流过叶片边时,受到叶片的冲击作用而速度发生改变.气体的密度较小,相对于水速度更容易发生改变,故而在叶片进口处出现液相聚集的现象.随着流体沿叶轮流道流动,气相逐渐向叶轮轮毂处堆积,在靠近轮缘处的体积分数明显下降,产生气液分离.这是由于介质在进入旋转中的叶轮时,随叶轮一起旋转,气相与液相均受到离心力的作用,离心力大小为F i =M i ω2r i式中:M i 为质量,k g ;ω为角速度,r a d /s ;r i 为气㊁液相微元到旋转中心的距离,m.可以看出,液相的密度相对气相要大很多,在相同体积情况下,液相所受到的离心力很明显要大,这将使得液相被甩向叶轮轮缘处.3.2 导叶气体体积分数分布图9为导叶三个截面上的气相体积分数分布图.对比图中第一㊁第二㊁第三截面的气相分布,发现在介质刚进入导叶域时,气相体积分数变化较大,气相集中在导叶吸力面靠近轮毂处.可见经过叶轮做功,两相流体分离更为严重,且气体聚集在叶轮出口靠近轮毂的地方.从导叶进口到出口,气相逐渐向压力面及轮缘处移动.气相的体积分数差在逐渐减小,图8 叶轮内气体体积分数分布云图F i g .8 C l o u d d i a g r a m s o f v o l u m e f r a c t i o n d i s t r i b u t i o n o f g a s i n i m pe l l er 图9 导叶内气体体积分数云图F i g .9 C l o u d d i a g r a m s o f ga s v o l u m e f r a c t i o n i n g u i d e v a n e ㊃54㊃第1期 韩 伟等:油气混输泵混输特性分析但是减小程度很低,气相依旧堆积在流道中.可见导叶虽然能对分离的流体进行一定程度的重新混合,但是混合能力较低.4结论1)由于叶片的冲击,在叶片进口处会出现液体聚集的现象.从叶轮进口到出口,气液两相的分离情况越来越严重,且气体聚集在叶轮轮毂靠近工作面的方向,极易发生堵塞流道的情况.2)从叶轮进口到出口,工作面的高压区在沿背面方向移动.而在导叶中,从进口到出口,高压区由轮缘处向轮毂方向移动.可见导叶对于流体还起着平衡压力,降低压差的作用.3)导叶对流体起着降低周向速度的作用,导叶上的周向速度明显比叶轮出口处的周向速度要低.且从导叶进口到出口,周向速度在逐渐减小.但是在导叶压力面速度梯度增加,且在导叶出口有严重的涡旋现象,这会使得流体流动紊乱,能量大量损耗.4)油气混输泵在旋转域内的两相分离难以避免,而导叶起着重新混合两相流动并降低周向速度分量的作用.但是导叶虽然能在降低周向速度和平衡压力方面起到一定的作用,但对已经分离的两相进行重新混合的能力较弱.且在导叶内发生严重的涡旋现象,流体能量损失严重,导叶内的流动损失巨大.因而在对螺旋轴流式油气混输泵的内部流动进行分析时,应加大对导叶内部流场的研究.但是至今对该泵导叶内的流场特性研究较少,大多集中于研究叶轮内的流动情况,因而在未来的研究过程中可加大这一方面的研究.参考文献:[1]张金燕,张金龙,王瑞奎.我国油气混输技术研究现状及发展建议[J].辽宁化工,2016,46(2):226-228.[2]商联,王志坚.油气混输泵的现场应用[J].油气田地面工程,2001,21(1):54-55.[3]李军峰.油气混输泵的研究与发展[J].辽宁化工,2011,40(9):938-940.[4]Z H A N G L i h u a,Z H U L i j i a n,Z H A N G R o n g h u a,e t a l.E x r e a c-t i o n o f c o p p e r f r o m s e w a g e s l u d g e u s i n g b i o d e g r a d a b l e c h e l a n tE D D S[J].J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s,2008,20:970-974.[5]李清平,薛敦松.叶片式多相泵内部相态分离过程的研究[J].石油大学学报(自然科版),1997,21(2):53-57.[6]李清平,薛敦松,朱宏武,等.叶片式多相泵内部流动研究[J].工程热物理学报,1998,19(1):53-57.[7]李清平,薛敦松,卢文强,等.多相泵设计方法初探[J].工程热物理学报,1999,20(1):61-64.[8]李清平,薛敦松.油气混输式多相泵外特性实验研究[J].工程热物理学报,2000,21(4):451-455.[9]李清平,卢文强,薛敦松.流体机械转轮内气泡运动轨迹的数值分析[J].中国海上油气(工程),2000,12(2):48-54. [10]李清平,薛敦松.油气多相混输泵的开发研究[J].中国海上油气(工程),2000,12(1):47-56.[11]李清平,薛敦松,李忠芳,等.油气混输式多相泵的实验研究与优化设计[J].工程热物理学报,2004,25(6):962-964. [12]李清平,薛敦松,朱宏武,等.油气混输式多相泵的设计与实验研究[J].工程热物理学报,2005,26(1):84-87. [13]马希金,王智,张明紫.动静叶片轴向间隙对油气混输泵性能的影响[J].石油机械,2011,39(8):37-40. [14]马希金,张贞贞,侯祎华.多级油气混输泵轴向间隙变化对其性能的影响[J].流体机械,2015,43(4):28-32. [15]马希金,王智,张明紫.基于C F X软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析[J].石油矿场机械,2011,40(3),32-36. [16]马希金,邵莲.翼型选择对油气混输泵性能的影响[J].石油机械,2009,37(4):17-19.[17]马希金,董建,赵杰.油气混输泵复合式静叶的数值模拟[J].西华大学学报(自然科学版),2010,29(5):19-21. [18]马希金,李新凯,韩伟,等.正交设计与神经网络相结合的混输泵优化设计[J].兰州理工大学学报,2011,37(6):37-41.[19]王润轩,王路,郑朋.油气混输泵的研究现状[J].化工管理,2017(6):4-5.[20]劳力云,郑之初,吴应湘,等.关于气液两相流流型及其判别的若干问题[J].力学进展,2002,32(2):235-249. [21]B A M E A D A.U n i f i e d m o d e l f o r p r e d i c t i n g f l o w p a t t e r n t r a n-s i t i o n s f o r w h o l e r a n g e o f p i p e i n c l i n a t i o n s[J].I n t J M u l t i-p h a s e F l o w,1987,13(1):1-12.[22]蒋美菊,冯淑初.气液两相流动流型转变的机理和数学模型[J].油田地面工程,1988,7(1):2-9.[23]S T R U B E L J L,T I S E L J I,M A V K O B.S i m u l a t i o n s o f f r e es u r f a c e f l o w s w i t h i m p l e m e n t a t i o n a n d i n t e r f a c e s h a r p e n i n g i n t h e t w o-f l u i d m o d e l[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f H e a t a n dF l u i d F l o w,2009,30:741-750.[24]马希金,秦霞,牛显明.混输泵半螺旋形吸入室不同含气率下的速度分析[J].热能动力工程,2006,21(2):186-188.[25]马希金,秦霞,吴蓓.混输泵半螺旋形吸入室不同含气率的气相分布[J].农业机械学报,2007,38(4):77-80.㊃64㊃兰州理工大学学报第47卷。
螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究
螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究随着石油工业的发展，油气混输成为了提高油气田生产能力、降低成本的一种重要方式。
而螺旋轴流式油气混输泵作为一种新型的输送设备，其气液两相混输特性备受关注。
本文将从多个方面对螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输特性进行研究。
首先，本文将分析螺旋轴流式油气混输泵的结构与工作原理。
螺旋轴流式油气混输泵由钻井泵和气体喷嘴两部分组成。
其工作原理是通过泵送系统将气体与液体混合后一同输送至油气井中。
在分析结构与工作原理的基础上，将探讨不同参数对螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性的影响。
其次，本文将研究螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输过程。
传统的油气混输方式往往存在气体分离、混输不均等问题，而螺旋轴流式油气混输泵则可以有效解决这些问题。
本文将利用实验方法研究螺旋轴流式油气混输泵在不同工况下的气液两相混输情况。
通过对流体分离、混输均匀度等指标的测试，分析螺旋轴流式油气混输泵在不同参数下的混输特性。
然后，本文将评估螺旋轴流式油气混输泵的性能。
性能评估是衡量一种设备能否满足工程实际应用的重要指标。
本文将对螺旋轴流式油气混输泵的扬程、流量、效率等性能指标进行测试与分析。
通过求解拟合曲线，给出螺旋轴流式油气混输泵的性能曲线，以便工程师在实际应用中根据需要选择合适的泵型。
最后，本文将讨论螺旋轴流式油气混输泵的发展前景与应用前景。
螺旋轴流式油气混输泵作为一种新型的油气混输设备，其在油气开采领域具有广阔的应用前景。
本文将探讨螺旋轴流式油气混输泵的发展潜力，以及其在不同领域中的应用情况。
综上所述，本文主要对螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输特性进行了研究。
通过分析其结构与工作原理，研究其气液两相混输过程，评估其性能，并探讨其发展与应用前景。
对于改善油气混输效果、提高生产效率具有一定的参考价值综合研究结果表明，螺旋轴流式油气混输泵能有效解决油气混输中的分离和不均等问题。
简析油气混输泵的研究现状
简析油气混输泵的研究现状摘要：随着我国经济的高速发展，对油气资源的需要量不断增加，各种油气工程越来越多。
在很多油田的实际开采过程中，往往需要油气混输的形式，如果采用传统油泵，不仅效率低，而且容易出现各种各样的问题。
为此，我将要在本文中对油气混输泵的研究现状进行探讨，希望对促进我国油气事业的发展，可以起到有利的作用。
关键词：油气;混输泵;研究现状一、前言在油田的开发过程中，经常从油井从采出的是油、气、水的多项混合物，气液的比例超过了普通泵可以接受的范围，导致很多油泵往往会处于低效的工作范围。
虽然采用液气分离装置可以有效解决这个问题，但生产成本又会大大增加。
为了更加有效解决这个问题，可以采用多相混输的技术。
二、两相流主要的计算模型气液两相流动是多相流动中的一种，需要对模型进行一定的简化处理后，才可以进行相关的计算，经常采用的模型有双流体模型、均匀流模型、漂移模型和颗粒群轨迹模型等。
双流体模型是一种比较完善的数学模型，其可以将气体和液体当成不同的两相来进行处理，能够有效反应物理现象背后的关系，分别给出质量、动量和能量之间的关系方程”。
这种模型适合在多种工况下进行应用，但建立的方程数量往往比较多，在求解的过程中经常需要补充多种结构关系式，导致其计算量较大，造成模型的求解难度比较大。
当前对于某些问题的规律还认识不是很清楚，还不能建立完全准确的关系式，对计算结果精度造成了不小的影响。
均匀流模型将气体和液体的流速当成等速来假设，且将两相看成均匀连续的介质，具有统一的流动参数。
同双流体模型相比，其计算过程更加简单，但由于没有考虑介质之间的相互作用，如果混合均匀程度不够，就会造成比较大的计算误差。
颗粒群规模模型是在给定连续相流场的基础上，来对颗粒的运行轨迹进行计算的，其采用的是统计分析的方法，将颗粒看成是离散的介质，对颗粒计算才赢的拉格朗日方程，对于液相采用的是Euler方程，对颗粒运动轨迹分析，采用的是统计分析的方法。
常用典型油气混输泵性能比较分析及认识
152研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2017.06 (上)1 国内油气混输泵的类型和技术特点目前国内主要有单螺杆式泵、双螺杆式泵、内压缩式双螺杆泵、摆动转子泵等混输泵。
因原理和结构不同，其性能不同。
1.1 单螺杆式混输泵单螺杆式混输泵实际上就是应用于油气水混输工况下的普通单螺杆泵的改进。
就工作原理和关键工作部件的设计思想而言，两种泵没有本质的区别。
尽管单螺杆式多相泵较普通的单螺杆泵在某些部位的设计有所改进，但单螺杆混输泵在继承了普通单螺杆优点的同时，也不可避免的继承了其短处，造成了单螺杆式混输泵的致命的缺陷。
（1）泵的传输部件一个是钢质转子，一个是软质衬套，两者在转子运动过程中过盈配合形成输送介质的密封容腔，故能气液混输，同时对输送介质中的固体颗粒不敏感，是单螺杆式混输泵相比于双螺杆式混输泵最大的优势，对含砂量大工况有一定的应用前景。
（2）单螺杆泵的转子部件从原理上就必须是偏心转动，因而不可能在与电机直联的高速条件运转，而必须借助减速机进行减速，所以整个机组较双螺杆混输泵复杂，机组体积远远大于双螺杆混输泵。
（3）单螺杆泵增压效果差。
单螺杆泵无法满足压力较大工况。
由于单螺杆泵只能低速运转，限制了其向大流量、高压力发展的趋势。
（4）单螺杆泵工作时转子与橡胶定子处于过盈配合，必须有充分的润滑冷却，而对于油田油气混输泵工况来说，单螺杆泵很难满足断塞流的工况要求。
可见，单螺杆泵有较强的抗砂能力，但几乎为零的抗干转能力使得其很难成为真正意义上的油气混输泵，只在含气量较低、断塞流很小、时间极短的工况下有一定的市场。
1.2 内压缩式双螺杆多相泵内压缩式双螺杆多相泵是从双螺杆压缩机改型设计完成的一种多相混输设备，目前还未发现国外有相同或相类似的技术报道。
从设计原理来说，输送介质从泵入口到出口之间的过程中，必须按设计的内压比被压缩。
对于气液比恒定、来流压力与出流压力比恒定的特定情况下，的确达到了同时满足气液两相对增压的不同需要，成为气液混输的一种高效设备。
单螺杆泵油气多相混输及其流程分析
单螺杆泵油气多相混输及其流程分析在石油开采中，油井生产中往往伴随着一定量的天然气、水和固体颗粒。
为了实现降低井口回压、增加原油产量、提高开发效益以及达到油气密闭输送目的，必须对用油气多相混输泵对油气等多相混合介质增压输送。
单螺杆泵可以输送气液固多相介质，并可以在短时间内输送纯气体介质，实现多相混输。
在混输系统设计中，充分分析混输介质和单螺杆混输泵的特点，确保系统安全、可靠、科学。
单螺杆式油气混输泵工作原理及特点单螺杆泵工作是同一定外型面的转子在对应内型面的定子内啮合，形成特殊的接触线，使定子腔分隔，此接触线称密封线。
当转子按一定轨迹转动时，其密封线做轴向移动，也使定子容腔做轴向移动，即容积位移，这时密封线在一端消失，又从另一端产生新的密封线，随之把介质从一端推向另一端。
单螺杆式油气混输泵因采用具有良好弹性的橡胶材质的定子,它与转子啮合需要有一定的过盈量，使其产生可靠的密封性。
当泵工作时密封线可有效地阻止气体通过，从而达到输送气体的目的；当介质中含有固体颗粒，若固体颗粒挤在密封线中时，由于橡胶定子的弹性作用定子橡胶表面被压缩，固体颗粒越过密封线，定子橡胶回弹恢复原来的形状，这样，单螺杆泵可实现输送介质中含有微量固体颗粒的目的。
单螺杆式油气混输泵适合用于腐蚀性介质、含气介质、含泥沙固体颗粒介质和高粘度介质的输送。
含气量可达95%，介质粘度可达50000mPa·S，含固量可达60%，允许固体颗粒直径≤3.5~32mm，流量与转速成正比，在低转速低流量下可保持压力的稳定，具有良好的调节性能，便于实现自动化控制。
油气比和含水率油气多相混输介质是主要由原油、天然气以及水、固体颗粒等液态、气态、固态成份组成。
在油田开发中衡量油井生产的油气特性的指标有油气比、含水率、含固率等，不同油井的油气比、含水率各不相同，而且悬殊很大。
油气比指油气介质在标准大气压下气体体积与原油体积之比值。
气体在不同压力、温度下，按气态方程改变其状态；当不考虑温度变化对其状态变化的影响时，气体的体积随压力的变化成反比例变化。
2LYQB型油气混输泵结构原理及机械密封泄漏原因分析
2LYQB型油气混输泵结构原理及机械密封泄漏原因分析双螺杆油气混输泵被广泛用来进行油气输送。
由于工作介质的特殊性,泵的工况与泵的设计不能完全吻合,致使双螺杆油气混输泵经常发生漏油现象。
而双螺杆混输泵漏油最常见的故障就是机械密封发生泄漏。
这里简述了双螺杆油气混输泵的结构原理和机械密封泄漏的原因分析。
标签：结构原理机械密封泄漏原因分析12L YQB型油气混输泵简介双螺杆油气混输泵是油田油气混输工艺中必不可少的重要设备,如何让混输泵更好地为我们输送原油,已经成为油田设备的一个关键问题。
如何控制好输油设备的故障率,也是我们需要解决的问题。
以南十转2_YQB型双螺杆油气混输泵来说,该站员工普遍年轻,在混输泵的使用上都是初次接触,对于混输泵的结构原理都不是很了解。
输油泵漏油已经成为员工经常遇到的现象,但是员工在对漏油这一问题的分析和处理上总是力不从心。
然而,漏油基本上都是由于机械密封发生故障产生的。
所以如何在使用过程中合理地配置机械密封的各零部件,提高其可靠度,是确保输油泵正常使用的关键。
双螺杆油气混输泵属于容积泵。
泵由两根相向旋转的螺杆轴组成,在泵的工作过程中,两根螺杆轴上的一对螺旋套相互啮合,并于泵体内腔形成密封腔,随着螺杆轴的转动,密封腔里的液体随着密封腔作轴向运动,平稳而又连续地将油气由泵进口输送到泵出口。
1.1泵结构组成混输泵由前、后轴承座总成、齿轮箱总成、安全阀总成、泵体总成、螺旋套总成等组成。
1.2机械密封的安装位置如图所示,箭头的指向为机械密封弹簧座、弹簧、动环的安装位置,静环则安装在轴承座总成内。
1.3机械密封的结构原理简介机械密封是靠一对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
其主要结构如图所示。
1.4机械密封泄漏的原因分析2LYQB双螺杆油气混输机械密封型号前端为DR977GN-80,后端为DRTPU-80-G9-YY,它们的泄漏点基本上都表现在6处:①动、静环端面引起的泄漏问题:②辅助密封圈引起的泄漏问题;③超压引起的泄漏问题:④由于原油的问题引起的泄漏问题;⑤由于振动产生的泄漏问题:⑥人为因素。
基于CFX软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析
基于 Ｃ Ｆ Ｘ 软件 油气 混 输 泵 压缩 级流场模拟 及分析
马希金， 王 智， 张明 紫
（ ） 兰 州 理工大学 能 源 与 动 力工程学院 ， 兰州 ７ ３ ０ ０ ５ ０ ①
摘要 ： 利用 Ｃ 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 Ｆ Ｘ 软件 ， 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 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 明： 气率 比 较 高时 ， 模拟值和 试 验 值有 一 定的 偏差 。 关键词 ： 油气混输泵； 数值模拟 ； 流 场分析 ； 性能 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ９ ６ ４ 文献标识码 ： Ａ
７］ 。 为 零［
动模拟， 并 将 模 拟结果 和 试验 进行对 比 。
１ 样 机 建 模 及网格划 分
１． １ 样 机 介 绍 该样 机单个压 缩 级 由 １ 个 动 叶轮 和 １ 个 静 叶轮 组成 。 动 叶轮 采用 奇 点 分 布法 设 计 ， 叶 片 数 为 ４； 静
２ ０ １ ０ ０ ９ ０ ９ ① 收稿日期 ： － － ） 甘肃 省 科技 攻 关 项 目 （ Ｇ Ｋ ９ ５ ４ ３ １ １ 基金项目 ： － － ， ： 马 希 金（ 男， 山西夏县人， 研究 员 ， 硕士生导师， 主要 从事 流 体 机械方 面 的 研 究 ， １ ９ ５ ８ Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｍ ａ ｘ ｉ ｉ ｎ １ ２ ６＠１ ２ ６． 作者简介 ： －） ｊ ｃ ｏ ｍ。
常见油气多相混输泵性能参数及应用
常见油气多相混输泵性能参数及应用一、概况混输泵可分为容积式多相泵和旋转动力式多相泵，前者包括双螺杆泵、隔膜泵、线性活塞泵及转子式多相泵等，后者包括螺旋轴流式多相泵、离心泵等。
其中最具代表性的是德国Bornemann公司生产的双螺杆式多相混输泵和海神计划的研究成果螺旋轴流式多相泵。
1992年，螺旋轴流式多相泵的研制者将其水力设计技术转让给FRAMO和SULZER泵业有限公司，标志着以螺旋轴流式混输泵为核心的多相混输系统开始进入工业化应用阶段。
图1 常规流程与采用混输泵流程对比二、德国Bornemann公司2.1公司简介德国Bornemann公司成立于1853年，企业目标是以市场需求为导向、应用技术及经济的手段做出反应。
自那时起鲍诺曼不断推陈出新，例如1934年开发了专利技术的外置轴承双螺杆泵。
60年代开发了三螺杆泵和单螺杆泵作为新的方案，80年代开发了那时并不被看好的鲍诺曼多项泵。
现今产品的重点立足于双螺杆泵。
2.2产品性能MSL型多相泵MSL型多相泵是依据鲍诺曼标准制造的一款超值多项泵。
它特别适用于配备钻井泵的单独钻孔。
MW型、MPC型多相泵这两型多相主要用于储层压力下降的成熟油气田。
为了优化产量，降低井口回压是关键。
另外它还用于例如泵井，以及采用循环蒸汽驱油法(CSS，蒸汽’吞吐）或蒸汽动力驱油法(SAGD) 的热力采油作业中回收油套环管内的蒸汽。
SMPC型多相泵Bornemann 水下增压泵(SMPC) 是水下多相泵和重型平台多相泵MPC 进一步发展的结晶。
全新的双重压力补偿(DPC) 泵设计为新型的水下多相泵奠定了基础。
它基本由两个主要部件组成：压力外壳，根据水深和工艺压力进行额定；泵电机模块，包括所有转动设备。
SML型多相泵SLM 是全新的设计系列，拥有与每一台Bornemann 泵相同的性能特性，同样用于重型用途！SLM 系列分为：裸轴泵；泵电机组合；遵循不同标准的整体式系统。
2.3应用案例三、瑞士Sulzer公司3.1公司简介苏尔寿公司生产的螺旋轴向多相泵(MPP) 使来自生产井的油/气/水混合物进行增压，而不会从液体中分离出来气体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、双螺杆油气混输泵
结构组成 工作原理 性能特点 应用举例 产品标准 主要参数 产品实例
结构组成
1.齿轮箱盖 2.齿轮 3.滚动轴承 4.后支架 5.密封 6.螺套A、B 7.泵体 8.调节螺栓 9.衬套 10.主动轴 11.前支架 12.从动轴 13.滚动轴承 14.压盖
产品实例
一、宁波双宁螺杆泵泵体可采用焊接工艺， 可以根据管路布置设计进出口尺寸及位置， 也可以根据介质的不同，采用不同材料（如 不锈钢）生产。 二、介质粘度：1～1500mm2/s，降低转速粘 度可到3×10mm2/s。 三、压力范围： 0～ 5.0MPa 四、流量范围：1～2000m3/h 五、温度范围：-15℃～320℃ 六、性能特点：输送液体无脉动、无搅拌、 振动小、噪音低；有较强的自吸能力，允许 含有少量微小颗粒及在一定程度内气液混输； 采用同步齿轮驱动，螺杆之间不接触，轴端 采用机械密封，泵的使用寿命长；用合适的 材料，可以输送有腐蚀性的介质，适用范围 广；双吸式结构，螺杆上轴向力得到平衡 。
产品实例
XS双螺杆泵是兴龙公司根据市场需求，并按国家 标准GB/T11035-1989《船用电动双螺杆泵》和石 油天然气行业标准SY/T6534-2002《双螺杆泵油气 混输泵》的规定自行开发研制的双吸双螺杆泵。它 是一种自吸式的容积型转子泵，用来输送各种不含 固体颗粒的流体介质，广泛应用于石化、冶金、电 力、造船﹑炼油、机械、造纸、医药、食品等领域。 特点： 输送介质平稳、无脉动，振动小、噪音低、 效率高； 有很强的自吸性能，且能气液混输； 采 用同步齿轮驱动，可短时间干转； 泵本身带安全阀 结构，提供过载保护；不同结构形式的泵适于各种 应用场合；采用机械密封结构，寿命长、无泄漏。 性能范围：输送流量：2~1200m3/h 工作压力：0.1~4.0MPa 介质粘度：1~3x106mm2/s 工作温度：-50~320℃
工作原理：当传动轴带动柱塞 缸体旋转时，柱塞也一起转动。 由于柱塞总是压紧在斜盘上， 且斜盘相对缸体是倾斜的。因 此，柱塞在随缸体旋转运动的 同时，还要在柱塞缸体内的柱 塞孔中往复直线运动。 当柱塞从缸体柱塞塞孔中 向外拉出时，缸体柱塞孔中的 密闭容积便增大，通过配流盘 的进油口将液压油吸进缸体柱 塞孔中；当柱塞被斜盘压入缸 体柱塞孔时，缸体柱塞孔内的 容积便减小，液压油在一定的 压力下，经配油盘的出油口排 出。如此循环，连续工作。
工作原理 组成：一根主动螺杆——双 头、右旋、凸螺杆；两根从 动螺杆——双头、左旋、凹 螺杆，装在泵体内，和其他 零件组成螺杆泵。 当主动螺杆逆时针方向旋转 时，左面吸油，右面压油， 吸压油口隔开。 特点：结构简单，体积小， 重量轻，运转平稳，噪声小， 寿命长，流量均匀，自吸能 力强，效率高，无困油现象； 但螺杆齿形复杂，不易加工， 精度难以保证。
应用举例
造船：用作船用装载泵、扫仓泵，船用压载泵、主机滑油泵、 燃料输送泵、燃油喷射泵、货油泵等； 热电厂：用作重油及原油输送泵、重油燃料泵等； 化工：用作各种酸碱盐液及树脂、颜料、油墨、油漆、甘油、 石腊的输送泵； 炼油厂：用于输送各种加热油、沥青油、焦油、乳胶液、沥 青及用作油输、油池油罐车的各种油品的装缷； 食品：用于酒厂、食品厂、糖厂、罐头厂，输送酒精、蜂蜜、 糖汁、牙膏、牛奶、奶油、酱油、植物油、动物油等； 油田：输送各种油品、原油等。
Байду номын сангаас
隔膜泵的工作原理 在泵的两个对称工作腔中A、B中 各装有一块隔膜，由中心连杆将 其连结成一体。压缩空气从泵的 进气口进入配气阀，通过配气机 构将压缩空气引入其中一腔，推 动腔中隔膜运动，而另一腔中气 体排出。一旦到达行程终点，配 气机构自动将压缩空气引入另一 工作腔，推动隔膜朝相反方向运 动，从而使两个隔膜连续同步地 往复运动。 在图示中压缩空气由E进入配气 阀，使膜片向右运动，则A室的 吸力使介质由C入口流入，推开 球阀②进入A室，球阀④则因吸 入而闭锁；B室中的介质则被挤 压，推开球阀③由出口D流出， 同时使球阀①闭锁，防止回流， 就这样循环往复使介质不断从C 入口处吸入，D出口处排出。
柱塞泵的优点： 1. 参数高：额定压力高，转速高，泵的驱动功率大 2. 效率高，容积效率为95％左右，总效率为90％左右 3. 寿命长 4. 变量方便，形式多 5. 单位功率的重量轻 6. 柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用 柱塞泵的缺点： 结构较复杂，零件数较多；自吸性差；制造工艺要求较高，成本较贵， 要求较高的过滤精度，对使用和维护要求较高。柱塞泵被广泛用于高 压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、 拉床、液压机、工程机械等得到广泛的应用。 柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱 塞泵。 柱塞泵按配流方式的不同，可分为斜盘式（直轴式）和斜轴式。
三、三螺杆泵
三螺杆泵是转子式容积泵。 在三螺杆泵中，由于主螺杆 与从动螺杆上螺旋槽相互啮 合及它们与衬套三孔内表面 的配合，得以在泵的进口与 出口之间形成数级动密封室， 这些动密封室将不断把液体 由泵进口轴向移动到泵出口， 并使所输送液体逐级升压， 从而形成一个连续、平稳、 轴向移动的压力液体。
性能特点
整体上来说，各种油气混输泵都有如下特点：很好的 自吸性；流量均匀耐腐蚀；含气量高时不影响排量； 结构紧凑；工作平稳；安全可靠等。 双螺杆泵是一种旋转式容积泵。该泵可用于输送未经 处理的含气、含水原油，尤其对于边际油田和滩海油 田，采用此油气混输泵可减少繁杂的分离器、输油泵、 空压机，极大的降低投资成本，节省管理费用。使用 该泵可以降低井口压力，提高油井、油气产量；带有 安全阀及自动控制保护系统，运行安全可靠；损失小， 经济性能好，压力高并且流量均匀，能与原动机直联。
螺杆泵具有以下优点： 1、和离心泵相比，螺杆泵无需安装阀门，流量是稳定的 线性流动； ２、和柱塞泵相比，螺杆泵具有自吸能力强、吸入高度大 的特点； ３、和隔膜泵相比，螺杆泵可输送各种混合杂质含有气体 及固体颗粒或纤维的介质，也可输送各种腐蚀性物质； ４、和齿轮泵相比，螺杆泵可输送高粘度的物质；
产品标准
双螺杆油气混输泵（Twin screw oil-gas transportation pump），是采油工程中多相混输系统的核心设备，在不使用 任何分离装置的情况下，输送井下产出物。其制造是按照 《中华人民共和国石油天然气行业标准》 SY/T6534-2002 《双螺杆油气混输泵》的标准进行的。 型号表示方法
单螺杆泵由于结构和工作特性，与活塞泵离心泵、叶片泵、齿轮泵相比具有下列 诸多优点： 1、能输送高固体含量的介质； 2、流量均匀压力稳定，低转速时更为明显； 3、流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性； 4、一泵多用可以输送不同粘度的介质； 5、泵的安装位置可以任意倾斜； 6、适合输送敏感性物品和易受离心力等破坏的物品； 7、体积小，重量轻、噪声低，结构简单，维修方便。 泵的选用 选用泵的规格是根据被输送液体的性质和流量、压力来决定的，而泵的转速 则由输送液体的粘度和腐蚀性、作为主要参数来选择，才能保证泵可靠运行。 泵的设计转速为输送清水或清水相类似的无腐蚀性液体时允许最高转速，在实际 使用中因介质性质与寿命要求不同，选用时一般都应低于设计转速。对高粘度和 含颗粒介质，一般采用设计转速的 1/2-1/3 或更低些，低转速对泵的磨损有利， 但在使用后由于定子的磨损流量下降，这时可适当提高转速，以补偿流量下降也 为常策。 输送介质的温度应在 -10 ℃～80℃特殊情况可高达120℃。 泵的每级（定子的一个导程）正常压力为 0.6Mpa，短时间（不超过30分钟）内 允许高达0.8Mpa，当磨损后在相同输出压力时的容积效率要逐步下降。 泵送清水时最高吸程为 8米，实际使用建议不超过6.5米，当泵送高粘度介质时， 应以正压吸入。
适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性，温度不高于80℃，粘度为5×10-6～1.5×103m2/s 的润滑油或性质类似润滑油的其他液体。 应用范围 在输油系统中可用作传输、增压泵；在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵； 在工业领域中，均可作润滑油泵用。 结构特点 本系列齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、安全阀、轴端密封所组成。齿轮经热处理有较 高的硬度和强度，与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作 时利用输出介质而自动达到。 泵内有设计合理的泄油和回油槽，是齿轮在工作中承受的扭矩力最小，因此轴承负荷小， 磨损小，泵效率高。 泵设有安全阀作为超载保护，安全阀的全回流压力为泵额定排除压力的1.5倍，也可在允 许排出压力范围内根据实际需要另外调整。但注意本安全阀不能作减压阀的长期工作，需 要时可在管路上另行安装。 从主轴外伸端向泵看，为顺时针旋转。
四、电 机
电机绝缘等级 防爆的基本原理
五、相关英语词汇
油气混输泵 gas-oil transportation pump 双螺杆混输泵 twin screw transportation pump 含气率 gas-bearing ratio 半螺旋形吸入室 semi-volute suction chamber 进口气液混合器 inlets of gas-liquid mixers 粘度 viscosity 排量 delivery capacity 吸入压力 intake pressure 排出压力 bleed-off pressure
工作原理
螺杆泵工作时，液体被吸入，进入螺纹 与泵壳所包围的密闭空间，在螺杆转动 时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提 高螺杆泵压力，并沿轴向移动，由于螺 杆等速旋转，故流量均匀。 由于各螺杆相互啮合，以及螺杆与衬筒 内壁紧密配合，在泵吸入口与排出口被 分割成一个或者多个密闭空间，随着螺 杆的移动与啮合，密闭空间在泵的吸入 端不断形成，将吸入室的液体密封其中， 并从吸入室连续推移至排出端，将封闭 中的液体不断排出。 可用于输送燃料油，润滑油，高分子聚 合物，粘稠物等。