【摘 要】
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井下螺旋轴流式多相泵具有叶片泵和压缩机的双重特性,是一种单井、无杆采油泵,对高含气的流体具有很好的适应性,针对该种泵的研发已成为一大热点。借助国家重大专项和863项目
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井下螺旋轴流式多相泵具有叶片泵和压缩机的双重特性,是一种单井、无杆采油泵,对高含气的流体具有很好的适应性,针对该种泵的研发已成为一大热点。借助国家重大专项和863项目平台,本文讨论了新型井下螺旋轴流式混抽泵增压单元主要设计参数的选取原则和范围,确定了增压单元的设计参数,为高含气油藏及煤层气田的开发奠定了理论基础。并利用Solidworks软件对井下螺旋轴流式混抽泵增压单元进行三维造型。为了研究单级增压单元内部流场及相应的运行特性,建立了较为完善的CFD分析模型。利用Fluent及其预处理软件Gambit,采用标准k-ε模型、非结构网格和Eulerian模型模拟了单级增压单元内的三维紊流场。通过对气液两相介质在流道内流动情况的分析为改善泵的性能提供一定的依据。利用基于计算流体动力学(CFD)与有限元的方法对该种泵叶轮进行强度分析。以叶轮的实际工况为输入条件,将CFD计算得到的叶轮表面压力加载至强度分析的叶轮模型表面进行强度分析,这种方法能够真实反映叶轮表面的受力状态,因而具有较为重要的工程实用价值。对自主开发的新型井下螺旋轴流式混抽泵样机进行了外特性实验研究,得到样机在纯水及不同入口含气率时的外特性曲线,结果表明该样机能高效混抽高含气率介质。分析了含气率、转速和气液总流量的变化对井下螺旋轴流式混抽泵外特性的影响,为该种泵下一步的研发及工业应用提供了实验依据和工作基础。
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