油氣混輸增壓過程中的相分布特性研究

《油氣混輸增壓過程中的相分布特性研究》是依託西安交通大學，由曹鋒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：油氣混輸增壓過程中的相分布特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹鋒
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

以油氣混輸增壓技術為核心的水下油氣自動開採生產系統是一種高效經濟的海洋油氣田開發方式。目前油氣混輸增壓效率相比純液相及純氣相增壓效率，還有很大差距。只有深入研究油氣混輸增壓過程中的相分布特性，才能從根本上找到提高油氣混輸增壓效率的理論基礎和思路。本項目擬研究油氣混輸增壓過程中的液相積聚及分布特性、分析相分布特性沿非線性泄漏間隙的演化規律、識別及定量分析相分布特性的影響因素；從而明確相分布特性與級間泄漏的耦合關係，揭示相分布特性對油氣混輸增壓效率的影響規律，闡明從相分布微觀特性角度最佳化幾何特性參數設計，提高油氣混輸增壓效率的機理，為提高油氣混輸增壓效率提供理論依據；並以此構建高效率的油氣混輸增壓理論以及設計方法，為水下油氣混輸增壓裝置轉子型線設計、動態間隙設計等提供科學指導，也為深入研究水下油氣自動開採生產系統及油氣混輸增壓技術提供新的研究思路。

結題摘要

以油氣混輸增壓技術為核心的水下油氣自動開採生產系統是一種高效經濟的海洋油氣田開發方式。目前油氣混輸增壓效率相比純液相及純氣相增壓效率，還有很大差距。只有深入研究油氣混輸增壓過程中的相分布特性，才能從根本上找到提高油氣混輸增壓效率的理論基礎和思路。本項目對不同的泄漏通道進行了分析，給出了雙螺桿多相混輸泵主要輸送特性的計算方法。依據不同泄漏通道內泄漏量對輸送特性的影響，建立了雙螺桿多相混輸泵內部流動通道的幾何模型。對氣液兩相流相分布的研究方法和理論進行了介紹，提出了相分布計算模型。對流動通道幾何模型劃分結構格線並對其進行CFD模擬計算，研究了雙螺桿混輸泵內氣液相分布情況及不同泄漏間隙對雙螺桿多相混輸泵輸送特性的影響。明確了相分布特性與級間泄漏的耦合關係以及相分布特性對油氣混輸增壓效率的影響規律，闡明從相分布微觀特性角度最佳化幾何特性參數設計，提高油氣混輸增壓效率的機理。搭建了雙螺桿多相混輸泵性能測試實驗台，在不同進出口壓差、進口含氣率工況下，對雙螺桿多相混輸泵的輸出流量、消耗功率等輸送特性進行測試，驗證了相關數學模型；以此構建了高效率的油氣混輸增壓理論以及設計方法，為水下油氣混輸增壓裝置轉子型線設計、動態間隙設計等提供科學指導，也為深入研究水下油氣自動開採生產系統及油氣混輸增壓技術提供新的研究思路.