半錐角與螺旋軸流式混輸泵性能間關聯性研究

馬希金，張 潮，張亞瓊，崔生磊

(1.蘭州理工大學能源與動力工程學院， 甘肅 蘭州 730050； 2.甘肅省流體機械及系統重點實驗室， 甘肅 蘭州 730050)

石油開采過程中，通常從油井采出的是含油、氣、水及各種雜質的多相混合物，若要對混合物進行高效集輸就需要開發一種兼具常規泵和壓縮機的新型設備，因此多相混輸泵應運而生[1-2]。多相混輸泵按工作原理可分為葉片式多相混輸泵和容積式多相混輸泵。螺旋軸流式混輸泵作為葉片式多相混輸泵的代表首先在“Poseidon海神”項目中被研發出來，它具有體積小、流量大、可以輸送含砂介質等優點[3-5]。

動葉和靜葉是螺旋軸流式混輸泵的核心部分，其結構參數的選取對混輸泵性能有很大影響，動、靜葉結構如圖1所示。文獻[6—8]分別以動葉葉片重疊系數、動葉葉柵稠密度和靜葉葉片數等動靜葉結構參數為出發點，研究了這些參數變化對混輸泵性能的影響。

輪轂半錐角是動、靜葉重要的結構參數之一。目前，有關螺旋軸流式混輸泵輪轂半錐角大小對混輸泵性能的研究較少，文獻[9]在動、靜葉輪轂半錐角其中一個參數變化的基礎上對動、靜葉內的含氣率及靜壓沿流線分布情況進行了單獨分析，文中通過改變靜葉軸向長度，以適應動、靜葉輪轂半錐角其中一個參數不變而對另一個參數作改變的情況，這樣的設計方案會使動葉和靜葉軸向長度不相等。本文參照文獻[10—11]中關于動、靜葉軸向長度相等可方便實際加工制造的論述，保證動、靜葉軸向長度相等，運用數值模擬方法對動、靜葉輪轂半錐角(分別用γ和γd表示，如圖1中示出)同時變化的混輸泵單一壓縮級進行模擬，進而得到輪轂半錐角變化對混輸泵性能的影響規律。……