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单螺杆泵多相油气输送及过程分析

文章出处:发表时间:2022-01-17 02:35:08

单螺杆泵的工作原理是将转子的某一外表面与定子的相应内表面啮合。Botaibang形成一条特殊的接触线,将定子腔隔开。这种接触线称为密封线。当转子按一定轨迹旋转时,其密封线轴向移动,这也使定子腔轴向移动,即体积位移。此时,密封线一端消失,另一端产生新的密封线,然后将介质从一端推到另一端。

天津螺杆油泵3gr25x4采用弹性好的橡胶定子。与转子啮合需要一定的干涉,才能产生可靠的密封。泵工作时,密封管路能有效防止气体通过,从而达到输送气体的目的;当介质中含有固体颗粒时,如果固体颗粒密封线中被挤压,由于橡胶定子的弹性作用,定子的橡胶表面被压缩,固体颗粒穿过密封线,定子橡胶反弹以恢复其原始形状。这样,G型单螺杆泵就可以实现输送介质中少量固体颗粒的目的。

天津螺杆油泵3gr25x4适用于输送腐蚀性介质、含气介质、含泥沙的固体颗粒介质和高粘度介质。气体含量可达95%,介质粘度可达50000mpamiddot;S.固体含量可达到60%,允许的固体粒径le;3.5~32mm。流量与速度成正比。它可以低速和低流量下保持压力的稳定性。调节性能好,易于实现自动控制。

单螺杆多相混合输送介质的主要指标

油气比和含水量

油气多相混合输送介质主要由原油、天然气、水和固体颗粒等液体、气体和固体组成。油田开发中,衡量油井生产油气特征的指标包括油气比、含水率和固相含量。不同油井的油气比和含水率不同,差异很大。油气比是指标准大气压下气体体积与原油体积之比。气体不同压力和温度下根据气体方程改变状态;当不考虑温度变化对其状态变化的影响时,气体的体积与压力的变化成反比。同时,当压力升高时,部分气体会液化,反之,液化气体会气化;当压力改变时,溶解液体中的气体量也会改变。油气混输过程中,泵吸室承受的油井管汇压力通常高于大气压力,介质中的气体被压缩。此时,比压下的油气比表明介质特性不能反映泵的实际运行状态。含水量是指含水量的质量百分比,不能反映泵的实际运行状态。为了反映进入螺杆泵的液体和气体的比例,我引入了液体入口速率的概念。

液体入口速率

进液率是指介质进入泵时液相组成流量中的百分比,是指体积比。采用进液速率的概念,无论油气比是多少,液体中含有多少水,压缩了多少气体,介质中有多少固体颗粒,进液速率基本上反映了泵的运行状态。

根据试验和油田运行数据的初步分析和确认,当进液量不小于5%时,G型单螺杆泵可以正常工作。5%的液体可以带走转子和定子相对运动产生的摩擦热,也可以润滑转子和定子的啮合面,保证螺杆泵的正常运行。

混合运输工艺设计中应注意的问题

连续供应液体介质

油井原油生产中,生产状态非常不稳定,一段时间内气体含量可能较高,另一段时间内液体含量可能较高。因此,使用G型单螺杆泵进行油气混输时,为了防止泵输送液体、气体和混合液体的过程中一段时间内切断液体的流动,定子摩擦产生的热量使定子橡胶温度升高,橡胶老化,降低定子的使用寿命。当介质进入G型单螺杆泵腔时,尽量使原油中的液气混合均匀,以保证液体介质连续供给泵。

A.油田区块内同时启动多口油井,使油井油气互补,使进入G型单螺杆泵的介质尽可能均匀。

B.泵前管路中增加一个缓冲罐,缓冲罐中储存一定量的原油,并使用一套限流装置向螺杆泵供应一定量的原油。这样,无论油井含气量如何变化,都能保证最小进液量,使螺杆泵正常工作。输油管道上增加的限流装置,其流量应为定量泵,流量为螺杆泵的1/20,使用效果较好,同时应控制使用时间。

C.泵后管路中增加一个回油箱,利用限流装置将油箱中的部分液体回流到螺杆泵进口,以保证油气进入泵的进液速率,使螺杆泵正常工作。限流装置可通过节流阀或G型单螺杆泵控制流量。由于一些液体回流,该方案将降低系统效率。

当输送流量较大,采用多台泵并联输送时,必须注意吸入管路的对称布置,确保进入G型单螺杆泵的介质尽可能均匀分布,防止偏流。

串行操作中的问题

当输送距离较长且泵压较高时,可将多台泵串联运行。由于气体的可压缩性,各级泵的流量应根据油气比、管汇压力、混输管道压力和泵间压力分布综合考虑。为了协调各级泵的正常运行,需要根据各压力生产点的压力自动调整泵速和泵流量,以达到高压油气混输的目的。

螺杆泵的承压

混输系统中,螺杆泵吸入室不仅承受油井生产管线的背压,还承受前一台泵的出口压力或压力。当输送由管道输送切换到螺杆泵输送,或由螺杆泵输送切换到管道直输时,当阀门切换时,泵的吸入端和排出端均承受油气混输管道的压力。因此,吸入室必须具有足够的承压能力,通常能够承受排出端的压力。

螺杆泵的防反转

螺杆泵工艺系统中运行后,泵的进出口管线之间会产生一定的压差。当泵截止阀未关闭时,泵可能反转。由于油气混输中的流体大部分为气体,流动阻力小,流速快,会使泵反向超过额定转速,产生飞扬现象,容易发生事故。设计工艺时,应采取相应措施防止这种现象。止回阀可安装泵出口管路上,防止流体倒流。该方法简单、实用、可靠;也可以选择带有制动装置的电机。

防止G型单螺杆泵超压运行

一般情况下,G型单螺杆泵输送的介质性质和状态复杂,可能造成管道堵塞。由于G型单螺杆泵为容积式泵,一旦发生堵塞或人为操作失误,会造成泵超压,容易损坏泵的零部件。为防止损坏泵,必须泵的排放管和吸入管之间安装安全阀。压力继电器也可安装出口管道上,当泵超过额定压力时,自动报警并停止泵。

G型单螺杆泵油气混输中的应用实例

G型单螺杆泵油气混输油田的应用流程实例。混合运输系统中,两台泵并联,管道对称布置;进口管路的压力传递信号送至电控柜,通过变频器调节泵排量,实现泵进口恒压控制;泵出口压力继电器信号送至电控柜,实现超压自动报警和自动停泵;泵出口单流阀起到防止介质倒流和螺杆泵反转的作用。泵前保证泵不间断供液,分离罐起缓冲作用,分离出的天然气也可作为加热炉的燃料。

G型单螺杆泵油气混输工艺的实际设计中,根据油区的具体情况,需要综合分析油气混输量、油气产量、油气比、采油背压、输送距离等诸多因素,通过各种调查研究,多方案对比分析,选择合适的螺杆泵类型,制定合理的工艺布局,实现油气混输安全科学、可靠、经济运行。



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