油气混输增压过程中的相分布特性研究

以油气混输增压技术为核心的水下油气自动开采生产系统是一种高效经济的海洋油气田开发方式。目前油气混输增压效率相比纯液相及纯气相增压效率，还有很大差距。只有深入研究油气混输增压过程中的相分布特性，才能从根本上找到提高油气混输增压效率的理论基础和思路。本项目拟研究油气混输增压过程中的液相积聚及分布特性、分析相分布特性沿非线性泄漏间隙的演化规律、识别及定量分析相分布特性的影响因素；从而明确相分布特性与级间泄漏的耦合关系，揭示相分布特性对油气混输增压效率的影响规律，阐明从相分布微观特性角度优化几何特性参数设计，提高油气混输增压效率的机理，为提高油气混输增压效率提供理论依据；并以此构建高效率的油气混输增压理论以及设计方法，为水下油气混输增压装置转子型线设计、动态间隙设计等提供科学指导，也为深入研究水下油气自动开采生产系统及油气混输增压技术提供新的研究思路。

以油气混输增压技术为核心的水下油气自动开采生产系统是一种高效经济的海洋油气田开发方式。目前油气混输增压效率相比纯液相及纯气相增压效率，还有很大差距。只有深入研究油气混输增压过程中的相分布特性，才能从根本上找到提高油气混输增压效率的理论基础和思路。本项目对不同的泄漏通道进行了分析，给出了双螺杆多相混输泵主要输送特性的计算方法。依据不同泄漏通道内泄漏量对输送特性的影响，建立了双螺杆多相混输泵内部流动通道的几何模型。对气液两相流相分布的研究方法和理论进行了介绍，提出了相分布计算模型。对流动通道几何模型划分结构网格并对其进行CFD模拟计算，研究了双螺杆混输泵内气液相分布情况及不同泄漏间隙对双螺杆多相混输泵输送特性的影响。明确了相分布特性与级间泄漏的耦合关系以及相分布特性对油气混输增压效率的影响规律，阐明从相分布微观特性角度优化几何特性参数设计，提高油气混输增压效率的机理。搭建了双螺杆多相混输泵性能测试实验台，在不同进出口压差、进口含气率工况下，对双螺杆多相混输泵的输出流量、消耗功率等输送特性进行测试，验证了相关数学模型；以此构建了高效率的油气混输增压理论以及设计方法，为水下油气混输增压装置转子型线设计、动态间隙设计等提供科学指导，也为深入研究水下油气自动开采生产系统及油气混输增压技术提供新的研究思路.