油气混输增压过程中的流动分离特性研究

The Subsea Multiphase Pumping Technology provides technical and economical feasibility when applied as an alternative scheme in exploiting deep waters and marginal fields. Up to now, multiphase boosting compare with liquid pumping and gas compressing exist great disparity in working efficiency. Only through the in-depth study on the flow separation of multiphase boosting process, the right way of improving working efficiency of the multiphase pump can be found. .This project will conduct research on flow separation and corrective problems inside the multiphase pump, so as to understand the coupling relation between the flow separation and oil-gas boosting parameters inside the multiphase pump. By analyzing the layered motion of low-energy fluid in the end-wall boundary layer, the formation cause of separation will be lucubrated. And then the effecting mechanism of flow separation on the working efficiency of the multiphase pump will be uncovered..On the basis of investigation on flow separation inside the multiphase pump, mechanism of increasing the working efficiency of the multiphase pump through optimizing geometry parameters will be proposed. The completion of this project will provide theoretical support for increasing the working efficiency of the multiphase pump, profile generation and so on; also give a new way to study the subsea multiphase transportation technology.

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流动分离特性，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。本课题拟以提升油气混输增压效率为目标，探索油气混输增压过程中的螺旋槽区内流动分离转捩及空化初生问题，明确气相存在对流动分离的作用机理，解析角区三维分离特征，提出两相流体的流动分离转捩空化初生判据；借助流动分离特性影响因素识别及定量分析，揭示流动分离与转子几何特征参数、工况运行参数间的影响及演化规律，为油气混输增压过程的流动分离及空化抑制提供理论依据，挖掘油气混输增压效率的提升潜力，以期构建高效率油气混输增压理论及设计方法，为水下油气混输增压装置转子型线等几何参数设计提供科学理论指导，也为深入研究水下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流动分离特性，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。本课题以提升油气混输增压效率为目标，探索了油气混输增压过程中的螺旋槽区内流动分离转捩及空化初生问题，明确了气相存在对流动分离的作用机理，解析了角区三维分离特征，提出两相流体的流动分离转捩空化初生判据；借助流动分离特性影响因素识别及定量分析，揭示了流动分离与转子几何特征参数、工况运行参数间的影响及演化规律，为油气混输增压过程的流动分离及空化抑制提供了理论依据，挖掘了油气混输增压效率的提升潜力，为水下油气混输增压装置转子型线等几何参数设计提供科学理论指导，也为深入研究水下生产系统及油气混输增压技术提供了新的研究思路。