多相混抽技术在油田中的应用

多相混抽技术在油田中的应用

一、多相混输泵输送技术在油田的应用(论文文献综述)

杨成坤[1](2021)在《叶片弯曲与扭曲对螺旋轴流泵内气液两相流动特性的影响》文中指出全球面临严重的能源危机问题,探索海洋石油,天然气等资源已经迫在眉睫,其中输送相关资源的设备尤为重要,传统的输送设备效率低,报损率高。螺旋轴流式油气混输泵输送流量大,性能稳定,对复杂多介质流体和高含气率流体具有较强的输送能力。本文选用一套完整混输泵模型作为基础模型,利用计算流体力学中欧拉多相流模型以及RNG?-?湍流模型进行数值模拟,对混输泵的内流场进行数据分析,总结出压缩单元级流道流动特性与气泡运动轨迹,定义气体相对聚集度作为衡量气相聚集程度的标准,气体相对聚集度概念适用于各种入口含气率的工况。在探究叶轮流道流动规律后,提出基于翼型平移与扭转形成弯曲叶片与扭曲叶片的改型方案,定义扭转度作为衡量叶片扭曲程度的系数,并对改型方案进行数值模拟,总结不同改型方案对混输泵气相流动特性的影响。主要结论如下:(1)气泡在流道内运动轨迹在每一个流面上均有差异性与相似性,整体运动轨迹比较类似于一个平抛球的运动轨迹;在流道前段影响气泡运动轨迹的主要是径向压强梯度力形成的气液相间排挤效应,在流道出口附近影响气泡运动轨迹的主要因素是叶片出口压力侧与吸力侧形成的逆压梯度。(2)基于轮毂侧翼型平移形成的弯曲叶片向吸力侧弯曲时,能有效的降低流道内气体相对聚集度,并抑制叶片背面尾缘处回流涡的形成。随着弯曲叶片由压力侧向吸力侧弯曲的过程中,在翼型平移距离+3mm到-3mm的变化范围内,靠近叶轮出口的回流涡逐渐减小直至消失。(3)以轮毂侧翼型前缘点作为扭转中心的扭曲叶片向压力侧方向扭曲时,可以缓解叶片尾缘处的气相聚集程度;随着扭曲叶片沿吸力侧向压力侧扭曲的过程中,在扭转度从-0.214到+0.214线性变化范围内,混输泵叶轮流道后半段的气体相对聚集度从0.181减小为0.15。(4)以轮毂侧翼型弦长中心作为扭转中心的扭曲叶片沿逆时针方向扭转有助于降低流道内的气体相对聚集度;随着扭曲叶片的尾部沿吸力侧向压力侧扭曲,扭曲叶片的头部沿压力侧向吸力侧扭曲的过程中,在扭转度从-0.214到+0.214线性变化范围内,混输泵叶轮流道后半段的气体相对聚集度从0.179减小为0.145。(5)以轮毂侧翼型后缘点作为扭转中心的扭曲叶片向吸力侧方向扭曲时,有助于叶片背面尾缘处气液混合物的加速运动,进一步减少叶片背面的低速区;随着扭曲叶片沿压力侧向吸力侧扭曲的过程中,在扭转度从-0.214到+0.214线性变化范围内,混输泵叶轮流道后半段的气体相对聚集度从0.175减小为0.129,叶片背面尾缘处的回流涡基本消失。本文创新点:通过有限体积法提取流面上网格节点的径向速度,轴面速度;分别对每个网格节点的径向速度与轴面速度进行求和,利用均值法获得单一网格对应的径向与轴面平均速度;利用积分思想对流道流面网格上的径向速度与轴面速度均值进行累计求和,获得气泡的运动轨迹及其数学表达。

李晨昊[2](2021)在《入口含气率对混输泵性能及内部气液两相分布形态影响机理研究》文中研究说明随着国家经济和工业高速发展对能源的需求与日俱增,化石能源开采逐渐向深海油气资源迈进,多相混输泵成为将海洋油气资源输送至陆上的重要生产设备。但由于海洋工作环境和输送介质的特殊性,导致混输泵内部流态极其复杂,同时泵的性能受含气率影响巨大,极端工况下甚至威胁混输泵机组的安全稳定运行,造成不可估量的损失。本文以自主研发的多相混输泵为研究对象,建立多相混输泵实验测试系统,开展了混输泵气液两相瞬态流动特性研究,采用数值模拟与试验相结合的方式,探究了不同含气率工况下混输泵的气液两相流动特性和水动力学特性。主要研究内容和结论如下:针对低比转速多相混输泵的理论设计落后和高含气率条件下性能较差的问题。通过优化混输泵叶轮结构设计和动静连接形式的方法,确定了叶轮和扩压器几何参数。结合数值模拟结果和气液两相流试验结果,分析了叶片几何参数与混输泵性能之间的关系,完成了混输泵模型的开发和样机的研制。在纯液工况和变含气率工况下对多相混输泵进行试验研究,结果表明:在纯液和气液两相工况下,混输泵的性能满足设计要求,建立了含气率与混输泵扬程的关联关系,并阐明了试验结果与数值模拟结果存在误差的原因;研究了转速对混输泵增压性能影响,结果显示增加转速可以有效的提高混输泵的增压能力,但随着含气率的上升,增加转速对于提高混输泵增压能力有限。通过对三级混输泵全流道数值模拟,明确了多级混输泵内部瞬态流动特性变化过程。分析了纯液工况和气液两相流工况下,叶轮进出口处相对叶流角的变化规律,同时,明确了混输泵扬程和效率随含气率改变的变化规律。通过对叶轮和扩压器内部压力脉动特性分析,揭示了混输泵增压单元内压力脉动主频幅与值含气率之间的关联关系。在额定流量工况下,揭示了叶轮和扩压器上瞬态轴向力随含气率的变化过程,建立了平均轴向力与含气率之间的函数关系,为混输泵安全稳定运行提供—定参考。分析混输泵内部相态分布规律和气团形态变化过程,建立了含气率与液相流场参数及叶片荷载之间的关联关系,揭示了混输泵内流动特性发生复杂变化的根本原因。在变流量和含气量时,气相体积分数在动静干涉区域内变化剧烈,这导致导流腔连接段和扩压器内水力损失增加,但增加液相流量可有效改善导流腔内气液两相流动状态,减小水力损失。通过分析流量和含气率变化对叶轮叶片表面压力和流动轨迹的影响,阐明了气液两相流时叶轮内的压力变化规律和叶片表面流动轨迹演化过程,进而明确了混输泵内部瞬态流动特性演变规律。

邹少杰[3](2020)在《鄂南某区块伴生气回收中油气混输工艺优化研究》文中认为有一些站场地处偏远伴生气回收很困难,但不能回收的伴生气会对环境造成破坏、资源浪费,因此拟采用将原油和伴生气用一条管线进行输送。油田在进行伴生气回收中油气混输技术很关键。在进行油气混输过程中,混输管道的多相流流动比较复杂致使油气混输的实现比较困难。在多相流混输研究中水力、热力的计算非常重要,因此本文主要研究持液率、压降、温降随着影响因素的变化情况,为后面的工艺计算及适用性分析和流程改造奠定基础。本文利用OLGA软件对油气混输管道进行了稳态模拟,分析了压降和持液率随着气油比、入口温度等影响因素的变化情况,对比国内外持液率、压降计算方法,并对进行压降和持液率计算的新的组合模型BBEB和BMB进行编程,发现BBEB对持液率计算的结果误差小于BMB,但BMB对压力的计算精度更高一些。最后综合考虑持液率和压力的影响因素,利用SPSS软件拟合出关于持液率、压力的影响因素的计算公式。用两种方法对温降进行编程计算:方法一是考虑液体的摩擦生热;方法二是在计算油气混合比热时用持液率替换质量含气率。并利用OLGA软件对油气混输管路进行模拟,得出温降随气油比、入口温度、原油输量的变化情况。运用OLGA软件对管道段塞流动进行瞬态模拟,对气油比以及管道地形变化剧烈处管道的段塞流动特征进行探究,并在管道出口安装节流阀,控制节流阀的开度进行模拟段塞控制分析。在选泵时不仅探究了影响泵工作性能的参数,而且将泵的质量、性能、价格、售后服务以及操作等纳入影响范围,提出了四个选泵方案。建立评价指标体系对所选方案进行评价,最终选择2W.W系列的双螺杆混输泵。并提出对原油与伴生气的输送采用油气混输工艺技术,进而对管道起点增压站的工艺流程进行改造。

苏有亮[4](2020)在《螺旋轴流泵叶轮内气液两相流分离特性及气堵机理》文中研究表明深海和边远油气田的开采和输运已经上升为国家能源战略的重要组成,多相混输系统在油气采输方面表现出的巨大优越性为油田的开发提供更优的选择。多相混输泵是混输系统的核心设备,其中螺旋轴流式气液混输泵凭借其输送流量大、对固体颗粒不敏感的特性而被广泛应用。由于气液相间较大的密度差引起的气液分离和气堵,是气液混输泵采输系统安全、可靠运行的最大影响因素。本文以自主设计的单级螺旋轴流式混输泵压缩单元为研究对象,利用欧拉双流体多相流模型和SST k-湍流模型对混输泵的内部流动进行数值计算。首先,在叶轮流道设立监测点,基于流道内流面气液两相径向速度和流道内气相体积分数的分布,考察了气泡在流道内的运行轨迹和其在流道壁面聚集的位置;其次,基于流道内气泡的受力分析,引入气液两相的排挤系数和分离系数表征流道内液体对气泡的排挤效应和气液两相的分离程度。探讨了混输泵叶轮流道内在有无径向压力梯度和不同区域条件下气液分离的动力学机制;最后,分析叶轮旋转一个周期内叶轮轮毂面的气相体积分数、压力等变化规律,通过引入叶轮对流体做功与流道静压的差值揭示了流道出口处气堵的发生机制。主要研究结论如下:(1)在叶轮子午面上,气泡的运动轨迹为一条类平抛曲线,最终在叶轮叶片非重合区压力面轮毂处聚集结合成气团;(2)混输泵输送气液两相介质时,气泡主要受惯性力、流动阻力、虚拟质量力和压力梯度力的共同作用;气液两相相态分离的原因是:旋转叶轮中气泡受离心力和向心力不平衡导致的液体对气泡的排挤作用;气泡所受向心力主要由径向压力梯度提供,其大小影响了气液两相的相态分离程度。(3)气液两相分离导致小气团在流道轮毂聚集和结合,受相间分离剪切流的影响,流道出口气团聚集处形成轴向漩涡;叶轮对气团做的功不足以克服流道出口由于相邻流道液相聚集形成的过逆压梯度,导致涡旋气团滞留在流道轮毂壁面附近,形成气堵现象。本文通过探讨基于排挤效应的气液分离机理和基于过逆压梯度效应的气堵机理,发现消除相邻叶片非重合区域的径向压力梯度可有效减缓气液两相的分离;控制叶轮尾缘的过逆压梯度可以减轻流道出口处的气堵程度,给出了解决流道气堵的思路和方向,为高效螺旋轴流式气液混输泵的安全可靠设计提供了理论支持。

张加特[5](2019)在《螺旋轴流式多相泵的导叶优化及内流场数值模拟》文中研究说明螺旋轴流式多相泵是一种油气混输增压设备,具有结构紧凑、适用含砂工况等优点。导叶作为连接混输泵前后级叶轮的关键部件,流道内易产生漩涡和气液分离现象,影响混输泵的整体性能。本文将正交试验设计与数值模拟方法相结合,对螺旋轴流式多相泵导叶进行结构优化,以改善导叶内部流动状态,提高多相泵增压性能和运行效率。首先,基于实验室现有的三级螺旋轴流式多相泵进行外特性试验,研究其在不同运行工况下的水力性能,为后续数值模拟方法准确性的验证奠定基础。随后,在与实验运行工况相同用的条件下,利用计算流体力学软件ANSYS CFX对多相泵进行定常数值模拟,预测结果与实验结果相一致,误差在可接受范围内,表明所用数值模拟方法具有可靠性和准确性。数值模拟结果表明,三级多相泵各级导叶均存在明显的气相聚集和液相的回流现象,影响了气液两相流体的正常流动,导致能量损失。针对这一问题,本文选取6个导叶关键结构参数进行了优化设计,运用正交试验设计的方法确定25组导叶结构参数组合,并分别建立模型,通过数值模拟方法对其进行性能预测,对比所选6个导叶结构参数对增压单元性能的影响程度,并分别选取较优的参数构成组合,据此建立优化后导叶的模型。最后在不同工况下对安装优化后导叶的三级多相泵进行数值模拟,对比导叶优化前后多相泵的外特性曲线与内流场规律,预测导叶优化效果。结果表明,对导叶进行优化后泵在各工况下水力性能均有提升,导叶流道内回流现象明显减少,气液分离现象得到抑制,在设计工况下效率提升了7.4%,增压提升了110k Pa。

王闪[6](2020)在《基于气液两相条件下多相混输泵空化特性研究》文中指出由于陆地矿产资源的日益减少,人们将目光逐渐投向海洋,虽然海洋矿产资源极为丰富,但由于其开采和输送难度远大于陆地,到目前为止仍未实现大量开采,其主要原因之一是深海矿产资源在输送过程可能含有各种气体、固体颗粒、原油和水等,对输送装备的要求较高,而螺旋轴流式多相混输泵(以下简称为多相混输泵)就是在这样的背景下出现的。在利用该泵输送多相介质的过程中,相间的相互作用常使泵内压力分布不均匀,在流道内或叶片表面会产生低压区,当低压区的压力低于运行环境温度下的饱和蒸汽压时,就会产生空化现象。空化现象不仅会对泵内部流场造成干扰,使得流道内产生不规律的压力脉动和噪音,严重时甚至使得设备不能正常运行,且空化现象对于流场的变化较为敏感,多相混输泵内部含气率的变化对其性能和流场均有较大的影响,也会对多相混输泵内部空化的演变产生干扰。当泵内空化现象较为严重时,易导致泵的扬程和效率急剧降低,性能变差。因此在不同含气率下开展多相混输泵内空化演变和能量转换特性的研究对提高多相混输泵的性能具有重要意义。本文的主要研究内容和成果如下:(1)在不同含气率下,通过对多相混输泵空化特性曲线和叶轮流体域内部空泡增长的分析发现:含气率的增加可以提高多相混输泵的空化性能,对空化的发生具有推迟作用,其中含气率为0、10%和20%对应的临界空化系数分别为0.28、0.24和0.208,且气体体积分数的增加对叶轮流体域内空泡的增长具有一定的抑制作用。(2)为了详细探究含气率对空化发展的影响,用包括叶轮进出口在内的11个等轴间距截面把多相混输泵流体域划分为10个流体域,通过对各流体域空泡体积分数分布和不同叶高处叶轮流道内部气相和空泡分布的分析,研究了含气率的变化对多相混输泵内部空化发展的影响。(3)在各含气率对应的不同空化阶段,通过对多相混输泵不同叶高处叶轮流道内部的压力、速度和湍动能分布的分析以及不同叶高处叶片表面的压力和相对速度分布的分析,详细探究了不同含气率下空化发展对多相混输泵内流动特性的影响。(4)为了探究不同含气率下空化发展对多相混输泵能量转换的影响,对叶轮做功性能、叶轮流体域获得的净能量以及流动损失进行了详细的分析,揭示了多相混输泵增压性能随空化发展降低的原因。

张蕾[7](2018)在《多相混输工艺中混输泵的选择与分析》文中提出多相混输技术是将油井所产的气液混合流体不经分离直接加压输送,它能降低生产成本,简化生产管理,具有极大的经济价值和现实意义。而多相混输泵是多相混输系统中的关键设备,对混输泵类型的研究以及泵内增压单元工作理论及流场的流动情况分析也具有重大意义。本文采取理论与数值模拟及实际情况相结合的方法,首先根据现场情况优选混输泵,其次研究混输泵增压单元工作理论,并对混输泵内部流场流动情况进行数值模拟,具体主要内容包括:(1)依据长庆油田沙11增压站的基本情况,在保持原本的工艺流程不变的情况下,将该普通增压站改造为具有油气混输功能的数字化增压站。通过对四种不同类型混输泵,包括螺杆式、转子式、轴流式和往复式混输泵的特点及局限性的分析,列出四个满足沙11增压站要求的混输泵方案,引用多目标决策方法,最终优选自主设计的螺旋轴流式混输泵作为沙11增压站的主要增压设备。(2)对螺旋轴流式混输泵增压单元的基本理论和混输泵外特性参数进行分析,包括圆柱层无关性假设理论,平面无限直列叶栅,叶栅的速度三角形以及翼型、叶栅的动力特性等,分别推导出螺旋轴流式混输泵的流量、扬程、效率、功率的表达式。(3)运用ANSYS CFX软件,对自主设计的螺旋轴流式混输泵单个增压单元15种工况进行数值模拟,分别为含气率10%、30%、50%,流量0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q、1.4Q,分析在不同含气率和流量工况条件下,叶轮和导叶流场内的速度分布、压力分布以及出口相态分布,得出混输泵内部流场流动情况的分析结果及外特性曲线。本文通过以上的研究,为进一步分析混输泵整机增压单元的基本理论、流场流动情况以及混输泵的结构优化提供了一定的理论基础与借鉴,为工程上选择和应用多相混输泵提供了参考。

费志强[8](2018)在《双螺杆泵螺杆转子型线优化设计》文中提出双螺杆泵因具有很强的自吸性能、输送流体平稳、无脉动、振动小、噪音低等特点,在越来越多的领域里发挥着重要的作用。双螺杆泵的核心部件是双螺杆泵的一对螺杆转子,其结构参数直接决定着双螺杆泵的性能。我国的双螺杆泵研究工作起步较晚,与国际上先进的双螺杆泵制造商存在一定的差距。现有的双螺杆泵大都是单头双螺杆泵,理论流量较低,不适于大排量的场合。本文设计的双头双螺杆泵理论流量比单头双螺杆泵要大一倍多,拥有广阔的发展前景。本文分析了目前存在的几种双螺杆泵螺杆转子型线,采用摆线设计出了双头双螺杆泵的螺杆转子原始型线。基于包络线法,运用坐标变换的手段,得到了原始型线的共轭型线,建立了双螺杆泵一对螺杆转子的型线方程。对螺杆转子型线的几何特性,如接触线的长度、泄漏三角形的面积、齿间面积以及理论流量进行了详细的计算。分析了螺杆转子型线的密封性能,结果表明其径向密封型好,轴向密封性略差。双螺杆泵在实际运行时,其一对螺杆转子之间及螺杆转子与衬套定子之间必须留有一定的间隙,流体在间隙中流动造成内泄漏,导致双螺杆的容积效率降低。本文将双螺杆泵的间隙分为三种类型,将泄漏分为压差流与剪切流,通过计算得到了圆周间隙和径向间隙的泄漏量。结果表明,径向间隙的剪切流方向与压差流方向相同,与以往的判断相反。将齿侧间隙中的泄漏分为沿接触线的泄漏和泄漏三角形的泄漏,采用薄壁孔对其进行了简化处理。通过对理论流量和泄漏三角形面积的计算得到了其与双螺杆泵螺杆转子结构参数的关系。在理论流量相同的情况下,选取不同的螺旋深度和螺旋导程相搭配,通过比较其泄漏三角形面积的大小来获得更大的实际流量。为双螺杆泵螺杆转子结构参数的选取提供了参考依据。

李春林[9](2015)在《克浅井区含硫化氢采出液密闭集输工艺研究》文中研究表明新疆油田克浅10井区和克浅109井区位于准噶尔盆地西北缘,采用蒸汽吞吐方式进行稠油开采,集输工艺为开式流程。单井采出液经计量配汽接转站缓冲罐缓冲后通过转油泵输至转油站缓冲罐内,再利用转油泵增压外输至克浅10稠油处理站。集输过程中,含有H2S的伴生气从井口、缓冲罐以及沉降罐罐顶的呼吸阀、通气口直接排入大气。2013年修建的克-白快速干道横穿克浅10与克浅109井区。含H2S伴生气的排放污染井区及干道周边环境,为了保证井区及周边城镇居民工作生活环境,防止H2S对人体造成伤害,提出对地面集输工艺进行密闭改造。针对克浅10及克浅109井区含硫化氢采出液密闭工艺改造方案进行研究,并分析井区管网进行气液混输可行性,主要工作及成果如下:(1)分析国内外密闭集输工艺技术应用现状,对多个油田采用的密闭集输工艺流程、设备及相关技术进行对比分析,为克浅井区含硫化氢采出液密闭工艺改造方案设计提供借鉴;(2)在克浅井区集输工艺现状分析的基础上,提出井口、计量配汽站、计量配汽接转站、转油站以及集油干线前端加药除H2S改造方案,对管内加药进行现场实验,分析脱硫剂应用效果,确定脱硫剂最佳注入浓度,并采用实验方法分析了脱硫剂对处理后污水水质的影响;(3)集输工艺密闭后,当干线前端加药量过大时,提出对处理站进行脱硫工艺改造,并比选了脱硫剂及脱硫工艺;(4)提出适用于克浅井区的油气混输泵选型方法,并通过实验测试数据及现场试运行效果评价了所选单螺杆混输泵适应性,在泵入口处设计了波浪管调节装置,改善进液条件,保证混输泵高效运行,并提出克浅井区单螺杆泵安全保障措施;(5)建立克浅井区集输管网水力模型,对管网一般与极限工况进行模拟,分析流量、气液比对管网流型、持液率、气液流速、气液流量及井口回压影响,对克浅井区管网密闭后气液混输适应性进行了评价;(6)设计室内实验,通过预测集输管道内壁腐蚀速率以及分析腐蚀产物膜,完成了密闭工艺改造后含H2S伴生气与采出液混输可行性的实验分析。

杨云博,齐志斌,王卜[10](2014)在《试论油田多相混输泵的应用》文中研究说明油田开发过程中,需要对从油井直接采出的含有油、气、水及各种杂质的多相混合物进行集输,运用多相混输泵可以解决这种已超过普通的泵和压缩机的工作范围的复杂多相混输条件。结合多相混输技术,列举了主要的油田运用混输泵,阐述了各类型混输泵的技术特点,对现在油田多相混输泵的应用情况进行分析,对多相混输泵的优势和应用前景提出了意见和建议。

二、多相混输泵输送技术在油田的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、多相混输泵输送技术在油田的应用(论文提纲范文)

(1)叶片弯曲与扭曲对螺旋轴流泵内气液两相流动特性的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景与意义
    1.3 油气混输泵国内外研究现状与发展趋势
    1.4 多相混输泵主要泵型
    1.5 混输泵机理研究
    1.6 混输泵扭曲叶片研究现状
    1.7 混输泵内气泡流动状态
    1.8 本文主要研究内容
第二章 螺旋轴流式混输泵的设计与数值计算方法
    2.1 混输泵设计
        2.1.1 叶轮设计
        2.1.2 导叶设计
    2.2 混输泵网格划分
        2.2.1 网格技术的介绍
        2.2.2 网格划分步骤
        2.2.3 网格无关性检验
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 计算流体力学(CFD)数值模拟步骤
        2.3.2 气液两相流理论
        2.3.3 多相流模型
第三章 螺旋轴流泵叶轮流道内两相流动特性分析
    3.1 泵内气液两相流动理论模型分析
        3.1.1 混输泵流道划分
    3.2 流道内速度分布规律
        3.2.1 流道内气液两相径向速度分布规律
        3.2.2 流道内气液两相轴面速度分布规律
    3.3 流道内气相体积分数分布规律
        3.3.1 不同流面气相体积分数分布规律
        3.3.2 沿径向方向气相体积分数分布规律
    3.4 流道内压力分布规律
        3.4.1 沿流线方向压力分析
        3.4.2 沿不同流面压力分析
        3.4.3 沿径向方向压力分析
        3.4.4 混输泵流道内气液两相相互作用力分析
        3.4.5 流道内不同流面气泡运动轨迹
    3.5 子午面相关研究
        3.5.1 叶轮子午面压力分布规律
        3.5.2 子午面气体体积分数分布规律
        3.5.3 子午面轴面速度分析
        3.5.4 子午面径向速度分析
        3.5.5 子午面气泡轨迹示意图与运动轨迹方程组
    3.6 本章小结
第四章 叶片弯曲与扭曲对气液混输泵性能影响
    4.1 叶轮叶片翼型截面划分
    4.2 混输泵原模型数值模拟
    4.3 叶片改型方案
        4.3.1 基于翼型平移的弯曲叶片方案一
        4.3.2 基于翼型扭转的扭曲叶片方案二
        4.3.3 基于翼型扭转的扭曲叶片方案三
        4.3.4 基于翼型扭转的扭曲叶片方案四
    4.4 气体相对聚集度
        4.4.1 气相与液相的速度差
        4.4.2 定义气体相对聚集度公式
    4.5 基于翼型平移的弯曲叶片方案一对混输泵性能影响
        4.5.1 基于翼型平移的弯曲叶片方案一对混输泵外特性影响
        4.5.2 基于翼型平移的弯曲叶片方案一对气体相对聚集度影响
        4.5.3 基于翼型平移的弯曲叶片方案一对混输泵内流特性影响
        4.5.4 基于翼型平移的弯曲叶片改型后受力分析
        4.5.5 基于翼型扭转的扭曲叶片对混输泵外特性与气体相对聚集度影响
        4.5.6 基于翼型扭转的扭曲叶片方案二,三,四对混输泵内流特性影响
        4.5.7 基于翼型扭转的扭曲叶片三种扭转方案内流特性对比
    4.6 改型方案气泡轨迹示意图
    4.7 本章总结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

(2)入口含气率对混输泵性能及内部气液两相分布形态影响机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外多相混输泵技术的研究和发展现状
        1.2.1 多相混输泵的发展及应用情况
        1.2.2 我国多相混输泵技术的研究和发展
        1.2.3 多相混输泵的研究方向及应用前景
        1.2.4 多相混输泵的研究现状和目前亟待解决的问题
    1.3 国内外气液两相流混输泵的研究现状
        1.3.1 气液两相流的研究方法
        1.3.2 气液两相流模拟的研究进展
        1.3.3 含气率对气液混输泵性能影响的研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
2 多相混输泵设计
    2.1 研究目标设计参数
    2.2 多相混输泵过流部件设计
        2.2.1 叶轮设计
        2.2.2 扩压器设计
        2.2.3 泵壳设计及强度校核
        2.2.4 主轴结构设计及校核
    2.3 多相混输泵模型建立
    2.4 本章小结
3 多相混输泵数值模拟方法
    3.1 计算流体动力学概述
    3.2 气液两相流控制方程
        3.2.1 控制方程
    3.3 湍流模型
    3.4 网格划分及无关性验证
    3.5 边界条件设置
    3.6 监测点设置
    3.7 本章小结
4 多级混输泵样机试验研究
    4.1 多相混输泵实验系统平台总体设计思想
    4.2 多相混输泵实验系统
        4.2.1 三级混输泵实验系统
        4.2.2 25 级多相混输实验系统建立
    4.3 多相混输泵试验研究
        4.3.1 试验相关参数
        4.3.2 试验方案
        4.3.3 试验步骤
        4.3.4 试验结果处理与对比验证
        4.3.5 模拟结果与试验误差分析
    4.4 多相混输泵外特性试验与数据处理分析
        4.4.1 三级混输泵纯液相工况试验研究
        4.4.2 三级混输泵气液两相流试验研究
        4.4.3 25 级混输泵纯液工况试验研究
    4.5 本章小结
5 多级混输泵输送性能及流动特性研究
    5.1 纯液工况下混输泵性能分析
        5.1.1 混输泵扬程分析
        5.1.2 小流量工况下叶轮内部流动分析
        5.1.3 叶轮中间截面流速分析
        5.1.4 小流量工况扩压器内部流动分析
        5.1.5 扩压器中间截面流速分析
    5.2 气液两相流工况下多相混输泵性能分析
        5.2.1 含气率变化对混输泵外特性影响研究
        5.2.2 含气率变化对混输泵增压能力的影响研究
        5.2.3 不同含气率下混输泵内部压力特性研究
        5.2.4 不同含气率下混输泵内部压力脉动特性研究
    5.3 混输泵增压单元内气液两相特性分析
        5.3.1 混输泵叶轮内部含气率分布
        5.3.2 不同叶高处气相体积分数变化分析
        5.3.3 流量和含气率变化对液相速度影响分析
    5.4 含气率变化时混输泵内部水动力特性研究
        5.4.1 叶轮上的瞬态轴向力变化过程
        5.4.2 扩压器上的瞬态轴向力变化过程
        5.4.3 叶轮上的瞬态径向力变化过程
        5.4.4 扩压器上的瞬态径向力变化过程
    5.5 本章小结
6 多级混输泵内部流场特性研究
    6.1 混输泵叶轮内流动特性研究
        6.1.1 叶轮内部气相变化过程
        6.1.2 叶轮内液相流速分析
        6.1.3 叶轮进出口相对液流角随含气率变化过程
        6.1.4 叶轮叶片表面静压载荷分布
    6.2 混输泵扩压器内流动特性研究
        6.2.1 扩压器内部气相变化过程
        6.2.2 扩压器进出口相对液流角变化规律
        6.2.3 扩压器流道内液相流速分析
        6.2.4 扩压器导叶表面压载荷分布
    6.3 变流量与含气量对混输泵流动特性影响
        6.3.1 气液两相流下含气率沿轴向变化分析
        6.3.2 流量和含气率变化对气液两相流动损失的影响
        6.3.3 流量和含气率变化对叶轮内压力的影响
        6.3.4 含气率变化对叶片表面流动轨迹变化影响
    6.4 混输泵增压单元内流动特性研究
        6.4.1 变含气率时混输泵增压单元内气液两相流动分析
        6.4.2 含气率变化时混输泵增压单元内湍流动能变化
        6.4.3 向小流量过渡时增压单元内流动分析
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 本文主要创新点
    7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(3)鄂南某区块伴生气回收中油气混输工艺优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 多相流混输管道压降研究现状
    1.3 多相流混输管道温降研究现状
    1.4 混输泵的研究与应用
    1.5 多相流混输工艺发展现状
第二章 气液两相管流数学模型及工艺计算方法
    2.1 气液两相管流的参数和术语
    2.2 气液两相基本方程
    2.3 气液两相管流的流动模型
        2.3.1 均相流数学模型
        2.3.2 分相流数学模型
        2.3.3 漂移流数学模型
    2.4 气液两相管流的工艺计算
    2.5 本章小结
第三章 气液混输管道持液率、压降计算方法与影响因素分析
    3.1 基础数据
    3.2 流型划分及判别
    3.3 气液混输管道持液率影响因素分析
        3.3.1 气油比对持液率的影响
        3.3.2 出口压力对持液率的影响
        3.3.3 入口温度对持液率的影响
    3.4 气液混输管道压降影响因素分析
        3.4.1 气油比对压降的影响
        3.4.2 入口温度对压降的影响
        3.4.3 原油输量对压降的影响
    3.5 持液率、压降新组合模型对比研究
        3.5.1 软件介绍
        3.5.2 软件程序流程图
        3.5.3 软件界面介绍
        3.5.4 持液率模型对比研究
        3.5.5 压降模型对比研究
        3.5.6 持液率、压降影响因素拟合公式
    3.6 本章小结
第四章 温降研究
    4.1 温降公式的推导
    4.2 气液混输管道温降影响因素
        4.2.1 气油比对温降的影响
        4.2.2 入口温度对温降的影响
        4.2.3 原油输量对温降的影响
    4.3 本章小结
第五章 气液混输管道的瞬态模拟
    5.1 不同气油比下的段塞流计算
    5.2 地形起伏处段塞流计算
    5.3 段塞控制分析
    5.4 本章小结
第六章 油气混输泵的选择及工艺流程设计
    6.1 选泵方案分析
        6.1.1 油气混输泵制造技术及其类型介绍
    6.2 混输泵选取方案优选
        6.2.1 方案评价指标矩阵
        6.2.2 方案决策模型
        6.2.3 评价对象指标体系的建立
    6.3 比较矩阵及权值确定
        6.3.1 评价矩阵的确定
        6.3.2 指标的组合权重
    6.4 综合评定
    6.5 伴生气回收工艺流程改造
        6.5.1 伴生气回收工艺流程选择
        6.5.2 工艺流程改造
    6.6 本章总结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(4)螺旋轴流泵叶轮内气液两相流分离特性及气堵机理(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 油气混输泵国内外研究现状及发展趋势
    1.4 叶片式气液混输泵叶轮内气液分离机理研究现状
    1.5 论文研究的主要内容
    1.6 本章小结
第2章 螺旋轴流式气液混输泵几何模型的建立及数值计算方法研究
    2.1 气液两相流的动态特性基础理论
    2.2 气液两相流动及基本方程
        2.2.1 气液两相流动
        2.2.2 两相流基本方程
    2.3 螺旋轴流式气液混输泵几何模型的建立
        2.3.1 混输泵结构参数
        2.3.2 叶轮的水力设计
    2.4 网格划分及网格的无关性检验
    2.5 气液两相流数值方法的选择
        2.5.1 多相流模型的选择
        2.5.2 多相流的时间格式
    2.6 本章小结
第3章 螺旋轴流式气液混输泵叶轮气液两相的分离机理
    3.1 混输泵叶轮流道内气液两相相态分离特性
        3.1.1 叶轮流道内气相介质的GVF分布
        3.1.2 叶轮流道内液相介质的径向速度分布
        3.1.3 叶轮流道内气相介质的径向速度分布
    3.2 叶轮内粒子的受力分析
        3.2.1 气泡受力分析
        3.2.2 气泡所受各力的数量级分析
    3.3 气泡轨道模型
    3.4 排挤效应
    3.5 径向压力梯度
    3.6 影响混输泵气液两相的分离因素
    3.7 本章小结
第4章 螺旋轴流式气液混输泵叶轮流道的气堵机理
    4.1 气堵
        4.1.1 气泡在叶轮流道的聚集
        4.1.2 气团对叶轮流道的堵塞
    4.2 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间取得的科研成果

(5)螺旋轴流式多相泵的导叶优化及内流场数值模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 油气混输技术
        1.2.2 螺旋轴流式多相混输泵
        1.2.3 导叶对泵性能的影响
    1.3 泵内流场的数值模拟研究方法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 螺旋轴流式多相泵试验研究与数值模拟
    2.1 研究对象
    2.2 多相泵外特性实验研究
        2.2.1 多相混输泵实验台布局
        2.2.2 实验数据采集系统
        2.2.3 纯液工况下多相泵外特性实验研究
        2.2.4 气液混输工况下泵外特性实验研究
    2.3 多相泵数值模拟研究
        2.3.1 模型建立与网格划分
        2.3.2 气液两相流模型假设
        2.3.3 流体力学控制方程
        2.3.4 泵内流场数值模拟方法
        2.3.5 气液相间作用力
        2.3.6 求解方法
        2.3.7 边界条件设置
        2.3.8 网格无关性验证
    2.4 实验研究与数值模拟的对比
        2.4.1 纯液相性能对比
        2.4.2 气液两相性能对比
第3章 多相泵导叶的多目标优化设计
    3.1 螺旋轴流式多相泵内部流动状态
        3.1.1 吸入单元
        3.1.2 增压单元段
        3.1.3 排出单元段
    3.2 多相泵导叶水力设计方法
    3.3 基于正交试验设计的导叶优化
        3.3.1 正交试验设计法概述
        3.3.2 确定优化变量及其合理取值范围
        3.3.3 构建优化样本空间
    3.4 基于数值模拟的导叶性能预测
        3.4.1 简化计算模型
        3.4.2 求解边界条件设置
    3.5 导叶优化结果分析
        3.5.1 正交试验结果分析
        3.5.2 各因素对导叶性能的影响
        3.5.3 导叶优化结果
第4章 多相泵导叶优化结果的多工况性能预测
    4.1 优化前后多相泵外特性对比
        4.1.1 纯液输送工况对比
        4.1.2 气液混输工况对比
    4.2 优化前后多相泵内流场的对比
        4.2.1 气团分布
        4.2.2 速度场分布
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢

(6)基于气液两相条件下多相混输泵空化特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多相混输泵内气液两相流动的研究现状
        1.2.2 空化现象的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 数值计算基本理论
    2.1 基本控制方程
    2.2 计算模型的选取
        2.2.1 湍流模型的选取
        2.2.2 多相流模型的选取
        2.2.3 空化模型的选取
    2.3 本章小结
3 含气率对多相混输泵空化演变的影响
    3.1 多相混输泵模型介绍
    3.2 网格划分及无关性验证
        3.2.1 网格划分
        3.2.2 网格无关性验证
    3.3 边界条件设置
    3.4 空化特性曲线预测
    3.5 含气率对叶轮内空泡分布的影响
        3.5.1 不同叶高处叶轮流道内空泡分布的演变规律
        3.5.2 不同叶高处叶轮流道内气相分布规律
        3.5.3 叶轮流体域空泡体积分数分布
    3.6 本章小结
4 空化演变对多相混输泵内流动特性的影响
    4.1 空化演变对压力分布的影响
    4.2 空化演变对速度分布的影响
    4.3 空化演变对湍动能分布的影响
    4.4 本章小结
5 空化演变对多相混输泵能量转换特性的影响
    5.1 空化演变对多相混输泵做功性能的影响
    5.2 空化发展对多相混输泵能量损失的影响
        5.2.1 空化发展对湍流耗散损失的影响
        5.2.2 空化发展对摩擦损失的影响
        5.2.3 叶轮域流动损失对比分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的科研成果

(7)多相混输工艺中混输泵的选择与分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景
    1.2 研究的目的及意义
    1.3 多相混输泵发展概况
        1.3.1 国内研究概况
        1.3.2 国外研究概况
    1.4 论文主要研究内容
第二章 混输泵类型研究及方案优选
    2.1 混输泵类型研究
        2.1.1 螺杆式混输泵(Screwmultiphasepump)
        2.1.2 轴流式混输泵(Axialmultiphasepump)
        2.1.3 转子式混输泵(Rotortypemultiphasepump)
        2.1.4 往复式混输泵(Reciprocatingmultiphasepump)
    2.2 油田现场工艺方案
        2.2.1 油田基础资料
        2.2.2 增压站工艺流程及改造
    2.3 混输泵方案优选
        2.3.1 多目标决策问题
        2.3.2 多目标决策方法模型
        2.3.3 混输泵方案优选
    2.4 本章小结
第三章 多相混输泵增压单元工作理论
    3.1 基础理论
        3.1.1 圆柱层无关性假设
        3.1.2 平面无限直列叶栅
        3.1.3 叶栅的速度三角形分析
        3.1.4 翼型和叶栅的动力特性
    3.2 混输泵特性参数分析
        3.2.1 流量分析
        3.2.2 扬程分析
        3.2.3 效率分析
        3.2.4 功率分析
    3.3 本章小结
第四章 多相混输泵数值模拟基础和方法
    4.1 气液两相流动模型
        4.1.1 均相流动模型
        4.1.2 分相流动模型
        4.1.3 漂移流动模型
        4.1.4 双流体模型
    4.2 多相流动计算模型
    4.3 多相流控制方程
    4.4 湍流数值模拟方法
    4.5 CFX中的湍流模型及方程
        4.5.1 k-ε模型
        4.5.2 BSLk-w模型
        4.5.3 SST(ShearStressTransport)k-w模型
        4.5.4 ReynoldsStress模型
    4.6 流场数值计算的基本方法
    4.7 本章小结
第五章 多相混输泵的数值模拟及结果分析
    5.1 计算区域模型建立
    5.2 网格的分类与划分
        5.2.1 网格分类
        5.2.2 本文网格划分
        5.2.3 网格无关性验证
    5.3 边界条件处理
    5.4 流场速度分布分析
    5.5 流场压力分布分析
    5.6 流场气相分布分析
        5.6.1 叶轮出口气相分布
        5.6.2 导叶出口气相分布
    5.7 混输泵外特性分析
    5.8 混输泵结构优化建议
    5.9 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间公开发表的论文

(8)双螺杆泵螺杆转子型线优化设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 螺杆泵的分类及适用范围
    1.2 双螺杆泵的类型与工作原理
    1.3 双螺杆泵发展与研究现状
    1.4 研究技术路线
    1.5 主要研究内容
2 双螺杆泵螺杆转子型线设计
    2.1 双螺杆泵螺杆转子型线理论研究
    2.2 双螺杆泵螺杆转子型线设计
    2.3 本章小结
3 双螺杆泵螺杆转子的几何特性
    3.1 螺杆转子的螺旋型面方程
    3.2 螺杆转子的螺旋升角
    3.3 螺杆转子接触线长度的计算
    3.4 泄露三角形面积的计算
    3.5 齿间面积的计算
    3.6 双螺杆泵理论流量的计算
    3.7 双螺杆泵螺杆转子型线密封性能分析
    3.8 本章小结
4 双螺杆泵内泄漏机理分析
    4.1 双螺杆泵泄漏通道的组成
    4.2 基本假设
    4.3 双螺杆泵内泄漏模型
    4.4 本章小结
5 双螺杆泵螺杆转子结构参数优化设计
    5.1 优化设计概述
    5.2 螺杆转子结构参数对双螺杆泵性能的影响
    5.3 双螺杆泵螺杆转子结构参数优化设计
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况
学位论文数据集

(9)克浅井区含硫化氢采出液密闭集输工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外常用密闭工艺技术现状
        1.2.2 典型油田密闭集输工艺及配套技术对比
    1.3 论文研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 克浅井区密闭集输工艺改造方案设计
    2.1 井区基本情况
        2.1.1 地理位置及自然条件
        2.1.2 建设开发现状
        2.1.3 集输工艺现状及存在问题
    2.2 井口套管气回收改造方案
    2.3 计量配汽站改造方案
    2.4 计量配汽接转站改造方案
    2.5 转油站改造方案
    2.6 集油干线加药除H_2S工艺方案
        2.6.1 脱硫剂效果评价
        2.6.2 脱硫剂加注浓度确定
        2.6.3 脱硫剂对净化污水水质影响
    2.7 稠油处理站改造方案
第3章 克浅井区密闭集输工艺混输泵选择及评价
    3.1 混输泵选型方法研究
    3.2 混输泵性能参数计算方法
    3.3 克浅混输泵技术要求及选择
    3.4 克浅混输泵适应性评价
        3.4.1 定转子材质分析
        3.4.2 输送清水性能分析
        3.4.3 含气率适应性分析
        3.4.4 现场测试分析
    3.5 混输泵安全运行保障措施
        3.5.1 波浪管调节装置设计
        3.5.2 常见故障及处理方法
第4章 基于水力的管网密闭混输适应性分析
    4.1 管网基础数据
    4.2 计算手段选择
    4.3 管网运行稳定性影响因素分析
        4.3.1 流量影响分析
        4.3.2 气液比影响分析
    4.4 井口回压计算
    4.5 适应性分析
第5章 基于实验的密闭集输可行性研究
    5.1 实验设计
        5.1.1 实验装置
        5.1.2 实验条件
        5.1.3 实验过程
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 腐蚀速率计算
        5.2.2 腐蚀产物膜分析
第6章 结论及建议
    6.1 研究结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(10)试论油田多相混输泵的应用(论文提纲范文)

1 多相混输技术概述
2 多相混输泵的国内外发展现状
    2.1 国外发展
    2.2 国内发展
3 多相混输泵的分类
    3.1 螺旋轴流式多相混输泵
    3.2 双螺杆多相混输泵
    3.3 多级离心式混输泵
    3.4 直线驱动活塞式混输泵
    3.5 新型转子往复油气混输泵
4 多相混输泵的应用
    4.1 中原油田使用情况
    4.2 胜利油田使用情况
    4.3 北五集油干线使用情况
5 结论
    5.1 多相混输泵的优势
    5.2 多相混输泵应用前景
        5.2.1 低产油井:
        5.2.2 沙漠油田:
        5.2.3 边际油田:
        5.2.4 海上平台:

四、多相混输泵输送技术在油田的应用(论文参考文献)

  • [1]叶片弯曲与扭曲对螺旋轴流泵内气液两相流动特性的影响[D]. 杨成坤. 兰州理工大学, 2021(01)
  • [2]入口含气率对混输泵性能及内部气液两相分布形态影响机理研究[D]. 李晨昊. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]鄂南某区块伴生气回收中油气混输工艺优化研究[D]. 邹少杰. 西安石油大学, 2020(11)
  • [4]螺旋轴流泵叶轮内气液两相流分离特性及气堵机理[D]. 苏有亮. 兰州理工大学, 2020(12)
  • [5]螺旋轴流式多相泵的导叶优化及内流场数值模拟[D]. 张加特. 中国石油大学(北京), 2019(02)
  • [6]基于气液两相条件下多相混输泵空化特性研究[D]. 王闪. 西华大学, 2020(12)
  • [7]多相混输工艺中混输泵的选择与分析[D]. 张蕾. 西安石油大学, 2018(09)
  • [8]双螺杆泵螺杆转子型线优化设计[D]. 费志强. 山东科技大学, 2018(03)
  • [9]克浅井区含硫化氢采出液密闭集输工艺研究[D]. 李春林. 西南石油大学, 2015(05)
  • [10]试论油田多相混输泵的应用[J]. 杨云博,齐志斌,王卜. 内蒙古石油化工, 2014(21)

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多相混抽技术在油田中的应用
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