油气混输泵在海上油田的运用前景
作者:机械资讯 时间:10-06-13 点击:
1. 5 井底多相泵
英国伟亚泵公司是开发海底多相螺杆泵的主要参与者。1992 年,该公司为其多相泵开发出新的硅钨部件并开始为新一轮试验重造其样泵。但是,一年后该公司宣布,如果它的经营者和资助者不再提供资助的话,它将放弃经过10 年努力的多相泵工程并集中力量开发井下泵。伟亚泵公司决定不再独自继续该工程的原因是,认为多相泵的未来市场不大,不愿单独承担投资开发的金融风险。
从此,英国伟亚泵公司与德士古英国有限公司,开始了一项液动井底多相泵的开发工程。开发工程分两个阶段进行。第一阶段的开发工作是,设计、制造井底多相泵样机并在伟亚Allwoa 研究实验室的试验设施上用氮气和水的混合物进行试验。第一阶段的开发工作已完成。试验时,多相泵采用马达驱动。试验表明,井底多相泵性能好,可输送含气率达60 %以上的混合物。第二阶段的开发工作是,在德士古公司设在美国得克萨斯州汉布尔的多相流试验回路上对一台透平驱动的样机泵进行试验。
英国伟亚泵公司开发的液力驱动井底多相泵为一种多级轴流透平驱动的多级离心泵,如图1 所示。透平的动力液由地面泵提供,可以是处理后的海水、采出水或采出油,其选择取决于哪种应用最方便。增压后的动力液经一个单独的通道被泵送至井底,动力液通过透平后与采出物混合返回地面。在透平和多相泵内,如果泵是一个稳定的液压静力轴向轴承排列,那么,动力液被输给泵的级间轴承和泵末端的平衡鼓。透平和泵未端平衡鼓的设计可确保旋转部件处于轴向液压平衡。
目前的调研结果表明,美国阿莫克东方石油公司在开发中国海上流花油田中首次采用了井底多相泵。
2 国外油气混输泵技术开发与运用
螺旋轴流泵是法国石油研究院(LFP) 、挪威国家石油公司(Stator 1) 及法国道达尔(Total) 石油公司三方联合投资的“海神( (Poseidon) ”多相混输技术研究项目
研究开发的一种混输泵,许多文献称之为“海神泵”。“海神泵”属于叶片泵,它由若干级压缩单元组成,每个压缩单元包括一个叶轮和一个整流器,当输送介质进
入叶轮后,由于叶轮的旋转,介质被加速获得动能,而当加速的介质通过整流器时,速度减小,动能被转化为压能,介质每通过一个单元级,便增加一部分能量。与容积式泵的根本区别在于其压力的增加不是由单元级体积的变化所引起,而是由能量的传递和转化实现的。
意大利新比隆公司在埃尼集团的资助下生产了一种膜片式混输泵。它是一种往复式泵,由常规轴向活塞泵改进而来,有两个泵腔。活塞泵和驱动电机均沉没在液体中,一个弹性膜片将液压油与多相流体隔开,控制系统控制液压油从一个腔排入另一个腔。
1994 年在北欧挪威的Draugen 平台,采用螺旋轴流式油气多相泵,安装在距中心平台10 km ,水深270m 的油井中,海底油气多相泵的应用,使该油田的油水总产量从1 900 m3/ d , 上升到3 100 m3/ d , 提高了60 % 。
3 我国油气混输泵技术发展概况
我国油气混输泵技术的发展大致可分三个阶段。
1) 20 世纪60～70 年代为提出及初步试验阶段
随着大庆、胜利等油田的开发,油气混输泵技术被提到议事日程。院校以北京石油学院为主,迅速立题,很快在实验室搞试验。后期与大庆油田合作搞工业试验。油田以大庆油田、胜利油田为主,大庆油田设计院成立了攻关组,抓了几个油气混输泵试验点,并经常开展全油田技术交流;胜利油田则以采油处负责抓这项工作,到70 年代中期至80 年代初已达到700 多台螺杆泵混输的规模。后因泵本身的技术不过关,加上油田气量逐渐减少,油气混输研究进行较慢。
2) 20 世纪80 年代为继续研究阶段
在这一期间进行了一定的工业性试验,如胜利油田的孤岛油田曾进口一台德国鲍曼公司的螺杆混输泵进行工业性试验,试验结果也很好。另外,一些油田也曾开发过井下油气混输泵和采用国产的技术尚未完全过关的油气混输泵进行工业性试验。
3) 20 世纪90 年代初,随海洋油田的开发,油气混输泵技术重新提出并受到重视原石油天然气总公司《九五》规划拨款1000 多万元,对油气混输泵技术进行全面研究和开发,并从二相流动等基础性研究开始。原生产螺杆泵的天津泵业集团从国外引进全套油气混输泵技术,与德国鲍曼公司合资生产双螺杆泵,今年内可望出产品。大庆油田向国外买了一台油气混输泵,准备自己开发。1995 年我院科研处与天津大港油田科技处也有共同开发液环混输泵的意向。而大港油田也于1997