喷嘴可调式地面注水射流泵系统试制研究
随着海上油田开发的不断深入，海上平台采油生产已进入注水开发阶段，其中注水系统能耗巨大，占海上油田总能耗的比例高达30％～40％。海上平台注水开发采用集约化方式，通过单一的高压水源向多口注水井注水，不同注水井地层性质差异导致各井注水压力高低不一，为保证最高压力井的注入，其余各井必须经节流降压后注入，势必产生大量注水能耗损失。本文针对注水井井口节流损失较大的问题，提出采用可调式射流泵代替井口阀门，利用其工作特性降低注水能耗的新思路。 本文对注水用可调射流泵进行了一系列研究工作，分析了国内外注水节能研究应用和射流泵研究应用现状，介绍了射流泵的设计理论，分析了渤海某平台动态注水情况，针对平台特点确定注水要求，即注水压力1.4～4MPa、注水流量500～800m3/d。进而设计了注水用可调射流泵，并对其结构进行强度分析，满足强度要求，可用于加工制造。 可调式射流泵个别尺寸无法根据理论公式得到确定数值，因此通过CFD数值方法模拟得到其优化结构参数:喉嘴距Lc=19.5mm（1.50倍喉管直径）、喉管长度为Lk=98mm。在此基础上进行了16种不同开度下的可调射流泵注水流量模拟，模拟结果表明该可调射流泵可以满足平台变注水压力和变注水流量的工作要求。 依据强度校核结果和CFD优化结果，进行了可调射流泵的整体结构设计并完成实物加工。设计可调射流泵外特性试验方案，搭建试验台并进行室内试验，结果表明所设计的可调射流泵基本能够满足平台变注水压力和变注水流量的要求，利用试验值对模拟值进行修正，得到了修正后的注水用可调射流泵q-h特性曲线方程。简要分析了采用注水用可调射流泵的节能效果，每年可节能约71.5万千瓦时，与常规注水系统相比节能效果明显。设计了基于射流泵的海上平台节能注水系统，并简述了该系统的工作流程。
海上油田开发;注水系统;可调式射流泵;注水节能
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
颜廷俊
2017
中文
TE952
100
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）