Разработка методологических основ конструирования насосно-эжекторных установок для условий нефтегазовой промышленности

• Автор: Сазонов, Юрий Апполоньевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 394 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список обозначений

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В

ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Анализ направлений работ по исследованию струйной

техники

1.2 Анализ направлений работ но исследованию лопастных насосов

1.3 Анализ технических решений, используемых при

разработке лопастных насосов для добычи нефти

1.4 Анализ алгоритмов, отражающих взаимосвязи баланса мощности с балансом напора
1.5 Анализ вариантов преобразования второго уравнения
Эйлера
1.6 Основные задачи работы
2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНЫХ УСТАНОВОК
2.1 Алгоритмы для решения прямых и обратных
гидродинамических задач в теории струйного насоса
2.2 Алгоритмы решения прямых и обратных гидродинамических задач в теории жидкоструйного компрессора

2.3 Алгоритм расчета характеристик эжектора для условий перекачки газожидкостных смесей
2.4 Алгоритм расчета напорной характеристики лопастного насоса
2.5 Баланс мощности лопастного насоса
2.6 Выводы по главе
3 ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
3.1 Модели струйных насосов
3.2 Модели жидкоструйных компрессоров
3.3 Модели эжектора для перекачки газожидкостных смесей
3.4 Модели центробежных машин
3.5 Выводы по главе
4 СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Исследование струйных насосов
4.2 Исследование жидкоструйных компрессоров
4.3 Исследование экспериментального насоса с рециркуляцией жидкости па выходе закрытого лопастного колеса
4.4 Исследование экспериментального насоса с рециркуляцией жидкости на выходе полуоткрытого лопастного колеса
4.5 Стендовые испытания моделей гибридных насосов
4.6 Испытания насосов с открытыми рабочими колесами
4.7 Выводы по главе
5 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЖЕКТОРОВ И ЛОПАСТНЫХ НАСОСОВ

5.1 Моделирование эжектора при перекачке газожидкостных
смесей
5.2 Моделирование жидкоструйного компрессора
5.3 Моделирование стенда для испытаний многоступенчатых
центробежных насосов
5.4 Использование рециркуляции для регулирования насоса
5.5 Особенности моделирования многоступенчатых лопастных
насосов
5.6 Формирование элементной базы из математических
моделей
5.7 Выводы по главе
6 ПРАКТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА И РЕАЛИЗАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
6.1 Применение насосно-эжекторных установок
при бурении скважин
6.2 Применение насосно-эжекторных установок
в системе подготовки нефти, газа и воды
6.3 Испытания и применение разработанных лопастных
насосов
6.4 Внедрение методических разработок
6.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА '

жидкости на входе, необходимо вносить соответствующие поправки в расчеты напорной характеристики, поскольку нарушены условия для использования принципа суперпозиции. Напрашивается вывод о необходимости установки манометра за пределами зоны влияния рециркуляции на входе насоса, при измерении начального давления. Однако граница этой зоны непостоянна и удаляется от рабочего колеса по мере снижения подачи. Используемая методика испытаний насосов обеспечивает точные измерения в оптимальном режиме, но при появлении рециркуляции на входе рабочего колеса обратные течения в точке установки манометра оказывают влияние на показания манометра, это влияние остается мало изученным. Из этого можно также сделать важный вывод в отношении теории многоступенчатого лопастного насоса: при суммировании напоров отдельных ступеней необходимо учитывать влияние рециркуляции на входе каждой ступени. Простой перенос теории одноступенчатого насоса на условия задачи для многоступенчатого насоса может дать погрешности в расчетах из-за нарушенных условий для использования принципа суперпозиции.
Важные замечания А.И. Степанова к вопросу о перекачке высоковязких жидкостей [105]. Как правило, при перекачивании вязких жидкостей напор и подача на режиме максимального КПД уменьшаются вследствие увеличения потерь на трение, а мощность возрастает главным образом из-за увеличения дисковых потерь. Характеристики насоса, перекачивающего вязкие нефтепродукты, обычно строят на основании пересчета с характеристик, построенных для воды, с учетом поправочных коэффициентов. Это вызвано тем, что испытательные стенды на насосостроительных заводах приспособлены только для проведения испытаний на воде, а также тем, что большая часть накопленных данных и опыта относится к работе насосов на воде. На основании чисто теоретических заключений невозможно установить характеристику насоса, перекачивающего вязкий нефтепродукт, даже если известна характеристика его на воде [105]. Законы подобия сохраняют силу