单、双螺杆泵对比在油气多相混输应用论文

浅析单、双螺杆泵的对比及在油气多相混输中的应用摘要：石油在开采和输送过程中都以油气两相或油气水三相形式存在，为在油气密闭集输系统中，实现降低井口回压、增加原油产量、降低生产成本、减小输送能耗，必须选择与之配套的集输设备-多相混输泵。

单螺杆泵和双螺杆泵均可满上述要求，并可在短时间内输送纯气体和含有一定量的固体颗粒油气，实现多相混输。

关键词：单螺杆泵双螺杆泵多相混输对比应用
螺杆泵是一种应用广泛的容积式转子泵，它由偏心螺旋体的转子和内表面呈双线螺旋面的定子组成。

其工作原理是当螺杆转动时，由泵内转子齿形与定子所形成的一系列连续密封腔的位移来吸入和排出液体。

螺杆泵具有体积小、流量平稳、压力脉冲小、有自吸能力、工作可靠、噪声低、效率高、寿命长以及维修方便等特点，被广泛应用于石油化工、机械、食品、造纸、船舶、航运、军工和污水处理等工业部门。

一、单螺杆泵的工作原理、特点和应用
1.单螺杆泵的工作原理
单螺杆泵是一种内啮合偏心回转的容积泵，工作中是同一外型面的转子在对应内型面的定子内啮合，形成特殊的接触线，使定子腔分隔，此接触线称密封线。

当转子在泵套内作偏心旋转运动时，其密封线做轴向移动，也使定子容腔做轴向移动，即容积位移，这时密封线在一端消失，又从另一端产生新的密封线，随之把介质从一端推向另一端。

单螺杆式油气混输泵因采用非金属弹性材料橡胶制作而成的定子，它与转子啮合需要有一定的过盈量，使其产生可靠的密封性。

当泵工作时密封线可有效地阻止气体通过，从而达到输送气体的目的；当介质中含有固体颗粒，若固体颗粒挤在密封线中时，由于橡胶定子的弹性作用定子橡胶表面被压缩，固体颗粒越过密封线，定子橡胶回弹恢复原来的形状，这样，单螺杆泵可实现输送介质中含有微量固体颗粒的目的。

2.单螺杆泵的工作特点
单螺杆式油气混输泵除了输送一般介质外，还可用于输送腐蚀性介质、含气介质、含泥沙固体颗粒介质和高粘度介质。

含气量可达95%，介质粘度可达50000mpa？s，含固量可达60%，允许固体颗粒直径≤3.5～32mm，流量与转速成正比，在低转速低流量下可保持压力的稳定，具有良好的调节性能，便于实现自动化控制。

3.单螺杆泵的应用
通常用于食品行业中的炼乳、奶油、蜂蜜；酿造工业中的发酵液、葡萄汁及线渣、酒槽、淀粉糊；石化工业中的油脂、甘油、胶水、明胶；石油工业中的原油、炼油厂污油、污水、污泥；污水处理中的废水、淤泥；造纸工业中的纸浆、白泥、滑石粉。

二、双螺杆泵的工作原理、特点和使用
1.双螺杆泵的工作原理
双螺杆泵也是一种容积泵。

外啮合的螺杆泵由一根主动螺杆和一根从动螺杆及包含这两根螺杆的衬套组成，通常由一对模数和齿
数都相同的同步齿轮传动，每根螺杆轴上有两个可以左右旋转的螺旋套，形成双吸泵的基本结构。

泵内吸入室应与排出室严密隔开，液体由中央流入泵体后均分成两路流向轴两端，螺杆旋转时，其螺旋面会打开形成密封腔，并吸入液体，随着螺杆的继续旋转，吸入的液体沿轴线从两端向泵的中央汇集，通过泵的出口排出。

2.双螺杆泵的工作特点
双螺杆泵由于特殊的泵体结构，能无脉动、无搅拌、平稳的输送各种介质，具有耐用性好，结构紧凑，适用含气率范围大等特点，最高粘度可达3*106mm/s，还可气液混输、固液混输。

泵的工作转速较低，一般在3000r/min以下，且工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，具有较强的自吸和增压能力，最大压力可达6.4mpa。

由于受体积流量和扬程影响，不受气液比的影响，双螺杆泵已能适应≤95%的含气率，能短时间适应100%含气率的工况。

3.双螺杆泵的应用
通常用于：原油、轻油、柴油、重油；残油、焦油；动植物油、润滑油、皂液；香料、环烷、脂肪质半成品和成品；糖浆、甘油、胶水、油漆、树脂、聚合物，输送温度可达250摄氏度，理论流量可达2000立方米/小时，这些特性使它在油田化工和船舶工业中得到了广泛的应用。

三、单、双螺杆泵在油气多相混输中的应用
油气多相混输介质是主要由原油、天然气以及水、固体颗粒等液态、气态、固态成份组成。

衡量螺杆泵运行状况的主要指标是进
液率，指介质在进泵时，液相成分的体积占流量体积的百分比。

根据试验及油田运行数据分析，进液率在不小于5%时，螺杆泵能正常工作，液体就能把转子与定子相对运动产生的摩擦热量带走，也能对转子和定子啮合面起到润滑作用，确保螺杆泵正常运行。

液相介质的连续供给问题。

油井在生产过程中，为了防止螺杆泵在油气混输过程中液体断流，造成定子因摩擦产生热量使定子橡胶升温老化，降低定子的使用寿命，或螺杆泵干磨现象，可采用：1）多油井同时生产，从主输液管线混输，使进入泵内液体充足；2）泵前管路中增设缓冲罐，在缓冲罐内储存一定量的液体，并用限流装置供给螺杆泵，使其正常工作；3）泵后管路中增设回油罐，用限流装置将罐内部分液体返回混输泵入口，保证进泵油气的进液率，使螺杆泵正常工作。

螺杆泵的承压、防反转问题。

在混输系统中，螺杆泵的吸入和排出端都承受管路压力，当未关闭出口阀门，突发故障停泵时，会发生螺杆泵倒转，严重时发生飞车现象，造成事故。

所以在流程设计中，必须采取防范措施，即在泵出口管路上安装单流阀，防止流体反向流动，也可选用附带制动装置的电动机。

螺杆泵在集输中的集输方式。

当输送介质流量大时，可采用多台泵并联输送，设计流程中要注意吸入管路对称布置，保证进泵介质均匀。

当输送介质距离远、压力高时，可采用多台泵串联运行。

由于气体的可压缩性，各级泵流量要根据油气比、汇管压力、混输管线压力、各泵之间的压力分配综合考虑，为了保证各级泵都能正
常工作，必须以各采压点的压力为基础，调节泵的转速和流量流量，达到高压油气混输的目的。

四、结论
螺杆泵的应用范围正在不断扩大，已广泛应用于化工品生产、液体输送、航运、生物技术、制药及食品加工、奶制品加工、饮料加工等领域，适应高粘度、高压力、高流量等要求。

选用泵的规格时，必须了解输送介质的特性和泵的性能参数，要根据被输送介质的性质、流量和压力来决定，而泵的转速则由输送液体的粘度和腐蚀性、作为主要参数来选择，才能确保泵的可靠运行。

在实际选取单、双螺杆泵进行油气混输时，须根据油区的具体情况，综合分析油气混输量、油气产量、油气比、采油回压、输送距离等诸多因素，进行多方面的调查研究、对比分析，制定出合理的流程布局，选择合适的混输泵型，充分利用其各自特点，实现油气混输安全、节能、科学、可靠、经济的运行。