常用典型油气混输泵性能比较分析及认识
石油石化行业常用泵类型用途及参数
石油石化行业常用泵类型用途及参数石油石化行业常用泵类型众多，用途广泛，通常根据工艺要求、介质特性和工作条件的不同选择不同类型的泵。
以下是一些在石油石化行业常见的泵类型、用途及其参数：1.离心泵（Centrifugal Pump）：•用途：用于输送石油、石化产品、化学品等液体。
•参数：流量大，扬程较低，适用于输送大量液体的场合。
2.螺杆泵（Screw Pump）：•用途：适用于高黏度、高温、高压的介质，如石油、重质油。
•参数：具有较好的自吸性能，能够稳定输送高黏度介质。
3.往复泵（Reciprocating Pump）：•用途：用于输送高压、高粘度、易结晶的介质，如沥青、重质油。
•参数：可以提供较高的压力，适用于需要高压输送的场合。
4.真空泵（Vacuum Pump）：•用途：用于提取和维持系统内的真空，例如炼油装置的蒸馏过程。
•参数：根据需要可有不同的抽真空速率、极限压力等参数。
5.深井泵（Submersible Pump）：•用途：主要用于井下提取原油、水、天然气。
•参数：能够在井下工作，适用于深井提油。
6.离心压缩机（Centrifugal Compressor）：•用途：用于石油石化行业的气体压缩，例如在裂解装置中。
•参数：适用于大流量、低压比的气体压缩。
7.齿轮泵（Gear Pump）：•用途：主要用于输送高粘度的介质，如石蜡、胶体。
•参数：具有良好的自吸性能，适用于要求输送稠密介质的场合。
8.隔膜泵（Diaphragm Pump）：•用途：用于输送腐蚀性液体、高粘度介质。
•参数：通过隔膜的运动来完成吸排液体，适用于对泵材料要求较高的场合。
在选择泵类型时，需要考虑工艺条件、介质性质、流量要求、压力要求等因素，并确保所选泵符合相应的技术标准和法规。
滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究
◀油气田开发工程▶滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究∗张志广１ꎬ２㊀潘灵永２㊀王峻乔２㊀张晓青１㊀代琼曦２(１ 华中科技大学能源与动力工程学院㊀２ 中石化石油机械股份有限公司)张志广ꎬ潘灵永ꎬ王峻乔ꎬ等.滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２３ꎬ５１(１２):１２０－１２９.ＺｈａｎｇＺｈｉｇｕａｎｇꎬＰａｎＬｉｎｇｙｏｎｇꎬＷａｎｇＪｕｎｑｉａｏꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｗｏｒｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２３ꎬ５１(１２):１２０－１２９.摘要:滚动转子式油气混输泵正在天然气开采领域快速推广ꎬ其试验研究有助于为泵头理论分析和正向设计建立基础ꎬ对于实现高性能泵头研发和推动天然气开发具有重大价值ꎮ通过搭建宽工况㊁高稳定性㊁高精度的内循环试验平台ꎬ开展了某型滚动转子泵工作温度㊁压力㊁排量和功耗测试试验ꎬ完成了其工作特性分析ꎬ全面建立了泵头工作机制ꎬ证明了该类泵头性能的优越性ꎮ研究结果表明:在油气混输作用下ꎬ滚动转子泵的缸内气体增压过程趋于等温压缩ꎬ工作腔温升有限ꎬ排气温度能够维持在５５ħ左右ꎮ滚动转子泵虽然在天然气开发领域作为压缩机使用ꎬ但更多地体现了泵的工作特性:泵头实际排量与转速和进气压力呈正比ꎬ与进排气压差线性负相关ꎻ泵头容积效率与进排气压差线性负相关ꎻ泵头功耗与进排气压差线性正相关ꎬ但与进气压力无关ꎬ且随转速升高其增长幅度不断上升ꎻ滚动转子泵的出口压力脉动远低于往复式天然气压缩机ꎬ而其增压橇外输压力脉动几乎被完全削减ꎬ体现出了重大设备优势ꎮ研究结果可为油气混输泵的设计与应用提供参考ꎮ关键词:滚动转子式油气混输泵ꎻ准等温压缩过程ꎻ工作特性ꎻ排量特性ꎻ压力脉动特性中图分类号:ＴＥ９７４㊀文献标识码:Ａ㊀ＤＯＩ:１０ １６０８２/ｊ ｃｎｋｉ ｉｓｓｎ １００１－４５７８ ２０２３ １２ ０１８ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＷｏｒｋｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＲｏｌｌｉｎｇＲｏｔｏｒＯｉｌ￣ＧａｓＭｉｘｅｄ￣ＦｌｏｗＰｕｍｐｓＺｈａｎｇＺｈｉｇｕａｎｇ１ꎬ２㊀ＰａｎＬｉｎｇｙｏｎｇ２㊀ＷａｎｇＪｕｎｑｉａｏ２㊀ＺｈａｎｇＸｉａｏｑｉｎｇ１㊀ＤａｉＱｉｏｎｇｘｉ２(１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻ２ ＳｉｎｏｐｅｃＯｉｌｆｉｅｌｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｒ￣ｐｏｒａｔｉｏｎ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓａｒｅｒａｐｉｄｌｙｇａｉｎｉｎｇｐｏｐｕｌａｒｉｔｙｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｅｘｔｒａｃ￣ｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙꎬａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｅｐｕｍｐｓｈｅｌｐｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｆｏｒｗａｒｄｄｅｓｉｇｎｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｓꎬｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｖａｌｕｅｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ￣ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｕｍｐｈｅａｄｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｂｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｎｉｎｔｅｒｎａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｗｉｄｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎꎬｔｅｓｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅꎬｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄꎬａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｕｍｐｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｗａｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄꎬｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｐｕｍｐｈｅａｄ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｎｄ￣ｉｎｇｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔꎬｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗꎬｔｈｅｇａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｐｕｍｐ ｓｃｙｌｉｎｄｅｒ０２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期∗基金项目:中国石油化工集团有限公司重点实验室项目 偏心转子油气混输泵技术研究 (ＪＫＬ２０００７)ꎮｔｅｎｄｓｔｏｗａｒｄｓｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｒｅｍａｉｎｓｌｉｍｉｔｅｄꎬｍａｉｎ￣ｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ５５ħ.Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐｓａｒｅｕｓｅｄａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｉｅｌｄꎬｔｈｅｙｐｒｉｍａｒｉｌｙｅｘｈｉｂｉｔｐｕｍｐ￣ｌｉｋｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ:ｔｈｅａｃｔｕａｌｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄａｎｄｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅꎬａｎｄｌｉｎｅａｒｌｙｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎻｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｌｉｎｅａｒｌｙｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎻｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｉｎｅａｒｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘ￣ｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎬｂｕｔｕｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ.Ｎｏｔａｂｌｙꎬｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎａｔｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐ ｓｏｕｔ￣ｌｅｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓꎬａｎｄｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎａｔｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｉｓａｌｍｏｓｔｅｌｉｍｉｎａｔｅｄꎬｈｉｇｈｌｉｇｈｔｉｎｇｔｈｅｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｉｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｓｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅ￣ｓｕｌｔｓｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｖａｌｕａｂｌｅｉｎｓｉｇｈｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐꎻｑｕａｓｉ￣ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎻｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃꎻｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃꎻｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ０㊀引㊀言多相混输在油气田开发中的应用日趋深入ꎬ能够带来显著的经济与社会效益[１]ꎮ目前现场仍以离心泵[２]㊁螺旋轴流泵[３]㊁螺杆泵等常规多相混输泵为主ꎬ由于它们均采用将成熟泵头结构直接引入的方式ꎬ故适用范围有限ꎬ无法满足复杂多变的现场工况ꎮ尤其是对于含气０~１００％全工况混输㊁大入口压力变化范围(６ＭＰａ甚至更高)和频繁出砂井况ꎬ其稳定性差ꎬ故障率高ꎮ因此ꎬ新型油气混输泵头结构的探索㊁开发与推广应用备受关注ꎮ鉴于转子式容积型泵头结构简单㊁工作稳定ꎬ宽含气率混输性能可靠ꎬ且适用压力变化范围大ꎬ国内外相继开发出以同步回转泵[４]㊁摆动转子泵[５]和滚动转子泵为代表的３种新型油气混输泵头体ꎬ正在国内各大气田推广ꎮ同步回转泵体结构由西安交通大学屈宗长教授首先提出ꎬ其团队在完成样机研制的基础上ꎬ针对该型泵头开展了系统性研究ꎬ涵盖整机动力特性与摩擦功耗分析㊁径向间隙与端面间隙对泵头排量影响分析㊁转子端面摩擦建模及其影响因素研究等ꎮ目前ꎬ他们的科研工作主要集中于整机结构的改进和滑板部件的优化设计[６]ꎮ南洋理工大学的ＴＡＮＫ Ｍ 等[７]则基于滑板摩擦受力模型ꎬ对该类泵头结构不断完善ꎬ同时完成了整机性能试验ꎬ并进一步提出一种串联滑板型同步回转结构ꎮ然而由于运动部件过多ꎬ同步回转混输泵的整机摩擦磨损虽然得以减小ꎬ但无法承受高速运转ꎬ导致其实际应用受限ꎮ摆动转子泵的工作原理与摆动转子压缩机机体完全一致ꎬ由于滑板和活塞间连接设计不同ꎬ可衍生出众多变体结构ꎮ虽然在性能试验㊁结构形式创新[８]㊁摩擦损失理论建模[９]㊁动力学特性分析[１０]等方面ꎬ摆动转子压缩机机体已得到广泛研究ꎬ但它在国内作为泵头体进行开发应用仅始于２０１５年前后ꎮ西南石油大学的吉效科[１１]和李洋等[１２]针对某型单缸摆动转子泵分别开展了动力学理论分析和工作腔流场仿真ꎬ并完成了样机试验验证ꎮ然而ꎬ由于采用单缸结构ꎬ该型混输泵主轴阻力矩波动过大ꎬ整机运转稳定性不足ꎬ无法满足当前大排量高负荷的现场需求ꎮ滚动转子泵同样来源于与之对应的滚动转子压缩机ꎮ作为一种常见的制冷和热泵用核心机ꎬ滚动转子压缩机在设计理论[１３]㊁运动学与动力学建模[１４]㊁试验研究和仿真分析[１５]等方面发展成熟ꎬ当前研究主要聚焦于机体结构改进[１６]㊁整机性能提升方法[１７]㊁工作腔泄漏理论模型研究[１８]ꎮ２１世纪初ꎬ基于滚动转子压缩机发展而来的泵和膨胀机[１９]相继被开发并投入使用ꎬ且均展现出良好性能ꎮ滚动转子泵通过摒弃进㊁排气阀门组件ꎬ结构更为简单ꎻ其泵头内部始终以油气混输形式对外输送介质ꎬ不仅适用于传统意义上的油气混合外输ꎬ而且可结合配套工艺直接替代压缩机实现纯天然气增压外输ꎬ在单井携液采气㊁混输增压采气[２０]和负压抽吸采气[２１]方面效果显著ꎬ利于充分挖掘气藏潜力ꎬ对于中后期气井的稳产增产意义重大[２２]ꎮ目前正在川西新场气田㊁鄂尔多斯大牛地气田等地进行大力推广ꎮ与其余２种新型混输泵相比ꎬ滚动转子泵关键部件之间的接触和连接方式最为简单ꎬ设备故障率１２１２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀大幅降低ꎬ整机运转可靠性得到有力保障ꎬ不仅可以保持长期高效作业ꎬ而且排量提升(含转速提升)的限制因素减少ꎬ因此更具发展潜力ꎬ市场前景也更为广阔ꎮ滚动转子泵的基本结构虽然与滚动转子压缩机相同ꎬ但由于尺度㊁工质物性㊁实际工况及工作环境的改变ꎬ其动力学特性㊁内部流动特性和工作特性与后者完全不同ꎮ然而ꎬ目前未见与之相关的文献发表ꎮ对其工作特性等客观规律认识的不足ꎬ使得满足大排量㊁高压差需求的高性能泵头研发步伐严重受阻ꎬ极大限制了产品发展和更新迭代速度ꎮ通过开展滚动转子式油气混输泵试验研究ꎬ揭示泵头真实工作特性ꎬ掌握泵头工作机制ꎬ能够为高性能泵头研发提供有力技术支撑ꎬ对于服务天然气田全生命周期高效开发意义重大ꎮ本文阐明了滚动转子泵工作原理ꎬ并匹配泵头增压开采工艺ꎬ完成了高稳定性高精度内循环试验平台搭建ꎻ同时通过开展泵头出口温度㊁压力㊁排量和电机功率等性能参数测试试验ꎬ完成了泵头温升特性㊁排量特性㊁压力脉动特性和功耗特性分析ꎬ揭示了该型泵头典型工作特征ꎬ证明了其性能优越性ꎮ１㊀滚动转子式油气混输泵增压工艺图２㊀滚动转子式油气混输泵井口增压工艺流程Ｆｉｇ ２㊀Ｗｅｌｌｈｅａｄｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐ１ １㊀滚动转子式油气混输泵结构原理滚动转子式油气混输泵主体结构由主轴㊁组合偏心转子系统㊁滚动活塞㊁缸体和闸阀构成ꎬ如图１所示ꎮ当主轴匀速旋转时ꎬ在偏心滚动活塞和上下往复运动闸阀的联合作用下ꎬ它们与缸体间形成的工作腔发生周期性变化ꎬ实现工质循环输送ꎮ由于泵头不含进㊁排气阀门ꎬ整机结构简单㊁运行稳定ꎬ基本可实现任意气液比油气混输ꎮ特别是其组合偏心转子系统采用了全滚动轴承结构ꎬ一方面使闸阀与滚动活塞间摩擦磨损得以控制ꎬ闸阀寿命得到延长ꎻ另一方面使主轴与滚动活塞直接接触带来的摩擦磨损几乎被消除ꎬ从而有效提升了整机能效ꎮ此外ꎬ滚动转子式油气混输泵采用了双缸结构ꎬ直接避免了单缸结构中主轴阻力矩波动过大的缺陷ꎮ图１㊀滚动转子式油气混输泵结构原理示意图Ｆｉｇ １㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐ１ ２㊀滚动转子式油气混输泵地面工艺滚动转子式油气混输泵作为核心装备可广泛应用于各个领域ꎬ特别是在以单井增压采气和排液采气为代表的天然气稳产㊁增产方面取得了显著成效ꎮ基于该新型泵头的天然气地面工艺流程如图２所示ꎮ具体为:井口来气首先经前置气液分离器完成与井下携液的分离ꎬ然后进入滚动转子泵在其工作腔内实现气体增压ꎻ经增压后的天然气随后进入后置油气分离器ꎬ将气体从泵头工作腔带出的润滑油分离出去ꎬ最后进入集输管线ꎬ完成全部增压外输流程ꎮ期间ꎬ在后置油气分离器中被分离出的润滑油ꎬ则会在高压排气压力作用下经空冷器冷却后被再次注入泵体ꎬ实现压差自循环ꎮ为匹配上述增压工艺流程ꎬ采用一体化成橇设计后的滚动转子泵增压橇主要由底座㊁前置气液分２２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期离器㊁主电机㊁滚动转子泵㊁补油泵㊁后置油气分离器㊁空冷器及其配套管路仪表阀门等组成ꎮ２㊀试验台搭建以ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇为试验对象ꎬ通过搭建能够覆盖其典型工况的试验平台ꎬ完成泵头性能测试试验ꎬ揭示滚动转子式油气混输泵真实工作特性ꎮ２ １㊀试验方案滚动转子泵增压橇包含了完整的动力系统㊁润滑系统㊁泵油系统㊁冷却系统㊁管路系统和控制系统ꎬ只需设备通电并接入气源即可正常工作ꎬ据此搭建泵头性能测试平台如图３所示ꎮ图３中的泵头出口背压阀用于调整排气压力ꎬ减压阀直接将经偏心泵增压后的高压气减压至泵头进口设计压力ꎬ储气罐则进一步对泵头进气予以缓冲稳压ꎮ此时ꎬ增压橇㊁背压阀㊁减压阀与储气罐构成了一个完整内循环系统ꎬ外置空压机则会在管路泄漏造成一定气量损失时进行适时补气ꎬ保证了试验平台的运行可靠性ꎮ图３㊀ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇试验平台方案设计Ｆｉｇ ３㊀ＳｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＰＸＢＱ６３３０Ｄｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐ２ ２㊀设备介绍与参数说明ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇主要技术参数见表１ꎮ因进气压力范围大ꎬ泵头排量和脉动特性分析尤为重要ꎬ试验过程中各温度㊁压力测点设置在泵头进㊁出口以及后置油气分离器出口ꎮ泵头性能测试过程中ꎬ温度测量采用ＬＥＤ一体式温度变送器ꎬ量程－５０~１５０ħꎬ精度０ ２％ＦＳꎮ低频压力测量采用常规压力变送器ꎬ型号为ＨｏｓｓｗｉｌｌＨＣＰ４００ꎬ量程０~１０ＭＰａꎬ精度０ ５％ＦＳꎬ采样频率６００Ｈｚꎮ高频压力测量则采用了高频数采与动态压力传感器ꎬ其中高频数采型号为ＨＢＭＱｕａｎｔｕｍＸ－ＭＸ８４０Ｂꎬ共８通道ꎬ２４位分辨率ꎬ最高采样频率４０ｋＳ/ｓꎮ动态压力传感器型号为ＵＮＩＫ５０００ꎬ量程０~１０ＭＰａꎬ精度ʃ０ ２％ＦＳꎬ频响３ ５ｋＨｚꎬ实际试验所采用的采样频率为１２００Ｈｚꎮ表１㊀ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇技术参数Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｆｏｒ３㊀试验结果分析３ １㊀泵头温升特性滚动转子式油气混输泵配置了压差循环自润滑系统ꎬ并利用多通道润滑设计ꎬ基本达到了与缸内喷油相同的冷却效果ꎬ使腔内工质增压成为一种准等温压缩过程ꎮ试验结果表明ꎬ在不同进出口压差和转速工况下ꎬ空冷器只需间歇启停ꎬ即可使泵头排气温度持续维持在５５ħ以下ꎬ从而为泵头长期稳定运转提供有力保证ꎮ显然ꎬ滚动转子混输泵的小温升工作特性较往复式天然气压缩机(出口温度普遍高于１００ħ)体现出显著优势ꎮ３ ２㊀泵头排量特性滚动转子泵的工作排量ＱＶ(ｍ３/ｈ)可表示为:ＱＶ＝６０Ｖｓｎｐ１ｐ０æèçöø÷ηＶ(１)式中:Ｖｓ表示泵头工作腔最大可用容积ꎬｍ３ꎻｎ表示主轴转速ꎬｒ/ｍｉｎꎻｐ１表示入口绝对压力ꎬＭＰａꎻｐ０表示标准大气压ꎬ取０ １ＭＰａꎻηＶ表示泵头容积效率ꎬ可以是任意结构参数与工作参数的组合函数ꎬ但主要受泵头工作参数(转速㊁进气压力㊁进出口压差等)影响ꎮ根据ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型泵头结构参数ꎬ上式可简化为:ＱＶ＝０ ６５ｎｐ１ηＶ(２)㊀㊀泵头排量性能测试的主要目标便是揭示排量ＱＶ和容积效率ηＶ的统计规律ꎬ建立泵头排量预测机制ꎮ３ ２ １㊀转速影响滚动转子式混输泵以变频电机作为动力来源ꎬ在来气压力不变的条件下ꎬ可通过增大电机转速直接提升整机排量ꎮ给定进气压力１ ０ＭＰａꎬ试验获得不同进排气压差下泵头排量随主轴转速变化关３２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀系ꎬ如图４所示ꎮ由图４可知:随主轴转速增大ꎬ泵头排量均不断增长ꎻ进一步作出二者线性拟合曲线可知ꎬ各曲线几乎均与ｙ轴交于零点ꎬ故可认为泵头排量ＱＶ与转速呈正比ꎬ但增长比例与进㊁排气压力有关ꎮ图４㊀泵头排量随转速变化关系(进气压力１ ０ＭＰａ)Ｆｉｇ ４㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ(ｗｉｔｈｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ１ ０ＭＰａ)同时注意到ꎬ上述泵头排量与转速成正比的结论从侧面表明ꎬ滚动转子泵的工作腔容积效率ηＶ基本不受转速影响ꎮ３ ２ ２㊀进气压力影响保持来气温度不变ꎬ进气压力的增长意味着单位容积内工质质量流量的增长ꎮ给定主轴转速５００ｒ/ｍｉｎꎬ试验获得不同进排气压差下泵头排量随进气压力变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图５所示ꎮ由图５可知ꎬ与主轴转速影响规律类似ꎬ泵头排量ＱＶ随进气压力同样呈正比例放大关系ꎬ但放大比例由压差决定ꎬ故工作腔容积效率ηＶ基本与进气压力无关ꎮ图５㊀泵头排量随进气压力变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ５㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)３ ２ ３㊀进排气压差影响滚动转子泵以油气混输的形式工作ꎬ工作腔内的润滑油与气体工质(如天然气)混合后共同参与增压热力过程ꎬ可同时起到润滑㊁冷却和密封作用ꎬ能够使增压后的气体温升得以控制ꎬ基本实现等温压缩ꎮ此外ꎬ由于泵头不含排气阀门ꎬ压缩腔内实际发生的更多是一种大容积高压气体与小容积低压气体瞬时掺混增压过程ꎬ故滚动转子泵虽然可作为压缩机用于气体增压ꎬ但采用的是泵类设计方法ꎬ体现出的更多是泵的工作特性ꎮ因此ꎬ进排气压差对该型泵的排量影响更为显著ꎬ而进排气压比的影响则相对微弱ꎬ并无明显规律ꎮ给定主轴转速５００ｒ/ｍｉｎꎬ试验获得不同进气压力下泵头排量随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图６所示ꎮ图６中各曲线表明ꎬ对任意进气压力ꎬ泵头排量ＱＶ均会随进排气压差的增大而逐渐下降ꎬ且下降斜率保持不变ꎬ二者基本呈线性负相关关系ꎮ图６㊀泵头排量随进排气压差变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ６㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)图７㊀泵头容积效率随进排气压差变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ７㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)根据式(２)和以上试验结果ꎬ得到不同进气压力下泵头容积效率ηＶ随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图７所示ꎮ由图７可知ꎬ泵头容积效率ηＶ与进气压力无关ꎬ仅由进排气压差Δｐ决定ꎬ且为典型的线性负相关关系ꎮ４２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期３ ３㊀泵头功耗特性如上所述ꎬ滚动转子式油气混输泵呈现出典型泵类工作特性ꎬ泵头消耗功率与进排气压差和工作转速密切相关ꎬ而与外输气体排量(对应进气压力这一参数)无关ꎮ试验过程中ꎬ泵头功耗直接以电机实际消耗电功率予以监测ꎮ给定进气压力１ＭＰａꎬ试验获得不同转速下泵头功耗随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图８所示ꎮ由图８可知ꎬ对任意转速ꎬ泵头功耗Ｐｅ均会随进排气压差的增大而逐渐上升ꎬ且上升斜率保持不变ꎬ二者基本呈线性正相关关系ꎮ图８㊀泵头功耗随进排气压差变化关系(进气压力１ＭＰａ)Ｆｉｇ ８㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ１ＭＰａ)㊀㊀进一步分析各曲线变化规律可知ꎬ在相同压差下ꎬ泵头功耗并未随转速的增大而成比例放大ꎮ分析其原因为ꎬ主轴转速提升后ꎬ泵头运转不稳定性增大ꎬ导致各相对运动部位摩擦因数变大ꎬ故摩擦功耗上升ꎬ整机功耗相对转速增长也更快ꎮ３ ４㊀泵头进㊁出口压力脉动特性３ ４ １㊀泵头进口压力变化特性增压橇中的前置气液分离器虽然可使滚动转子泵的进口压力稳定性得以保证ꎬ但由于不含进气阀门ꎬ受泵头工作腔周期性容积变化影响ꎬ其进口压力将不可避免出现微弱波动ꎮ以采样时间１ｓ为例ꎬ试验获得不同转速下泵头进口压力时域变化曲线ꎬ如图９所示ꎮ由图９可知ꎬ泵头转速越高ꎬ进口压力波动愈密集ꎬ压力脉动峰峰值愈小ꎮ最小转速(３００ｒ/ｍｉｎ)时ꎬ滚动转子泵进口压力脉动峰峰值最大ꎬ但仍不足０ ００４ＭＰａꎬ相对压力平均值的占比在０ ８％以下ꎮ对上述时域曲线进行滤波和快速傅里叶变换(ＦＦＴ)ꎬ得到不同转速下泵头进口压力频谱分布ꎬ如图１０所示ꎮ由图１０可知:进口压力脉动幅值均集中于基频ꎬ即主轴转速的２倍(双缸结构)ꎻ随主轴转速的增大ꎬ基频脉动幅值逐渐降低ꎬ各倍频对应的幅值逐渐增加ꎬ表明压力脉动向高阶频率的分布缓慢增多ꎮ图９㊀不同转速下泵头进口压力时域变化曲线Ｆｉｇ ９㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎＶａｒｉａｔｉｏｎＣｕｒｖｅｏｆＰｕｍｐＨｅａｄＩｎｌｅｔＰｒｅｓｓｕｒｅａｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔＲｏｔａｔｉｏｎａｌＳｐｅｅｄｓ５２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀图１０㊀不同转速下泵头进口压力频谱分析Ｆｉｇ １０㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｐｅｃｔｒｕｍＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｕｍｐＨｅａｄＩｎｌｅｔＰｒｅｓｓｕｒｅａｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔＲｏｔａｔｉｏｎａｌＳｐｅｅｄｓ３ ４ ２㊀泵头出口压力变化特性滚动转子泵不含排气阀门ꎬ使得工作腔周期性容积变化对泵头出口压力脉动的影响有限ꎮ同样以采样时间１ｓ为例ꎬ试验测得不同转速下泵头出口压力时域变化曲线ꎬ如图１１所示ꎮ由图１１可以看出ꎬ泵头出口压力脉动较进口压力脉动显著增强ꎬ且随转速增大ꎬ脉动峰峰值不断上升ꎮ此外ꎬ由图１１还可以看出转速越高ꎬ泵头２个缸内压力输出的不同步性愈明显ꎮ如在３００ｒ/ｍｉｎ转速下ꎬ出口压力曲线呈现出典型的单周期双峰值特征ꎬ这在一定程度上抑制了压力脉动的程度ꎮ图１１㊀不同转速下泵头出口压力时域变化曲线Ｆｉｇ １１㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ㊀㊀经数据处理后ꎬ不同转速下的出口压力频谱如图１２所示ꎮ图１２中各频谱基频同样均为主轴转速的２倍ꎬ且出口压力脉动特性与转速密切相关ꎮ低转速下(如３００ｒ/ｍｉｎ)的压力脉动主要集中于基频和双倍频ꎬ且脉动幅值较高转速时显著减小ꎬ这与时域曲线分析结果完全一致ꎮ而高转速下的压力脉动则仅集中于基频ꎬ且其基频脉动幅值随转速增大而增大ꎬ但增长幅度会逐渐降低ꎬ如图１３所示ꎮ对于６００ｒ/ｍｉｎ转速ꎬ即使不加任何措施ꎬ滚动转子泵出口压力的基频脉动幅值仅占到平均值的２％左右ꎬ显著优于当前气田二次增压广泛使用的往复式天然气压缩机ꎮ６２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期图１２㊀不同转速下泵头出口压力频谱分析Ｆｉｇ １２㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ图１３㊀主脉动幅值随转速变化曲线Ｆｉｇ １３㊀Ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｍａｉｎｐｕｌｓａｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ图１４㊀不同转速下增压橇排气压力时域变化曲线Ｆｉｇ １４㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ３ ５㊀橇体外输压力变化特性滚动转子泵增压橇作为一个整体装备ꎬ整橇压力外输特性关系到外输管网的工作稳定性ꎬ是衡量橇装设备的重要指标ꎮ不同转速下的橇体出口压力测试结果如图１４所示ꎮ由图１４可知ꎬ其脉动峰峰值随转速变化无明显规律ꎬ始终维持０ ００３ＭＰａ左右ꎬ仅为平均压力的０ ４５％ꎮ这一结果表明ꎬ泵头排出气体经后置油气分离器后ꎬ压力脉动得以缓冲ꎬ基本达到消除状态ꎮ７２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀进一步分析增压橇出口压力频谱(见图１５)可知ꎬ其主频分布无明显规律ꎬ脉动幅值主要集中于泵头基频和５０Ｈｚ附近ꎬ表明橇体出口压力脉动除受主轴转速影响外ꎬ还与增压橇外输管路密切相关ꎮ但各阶脉动幅值与平均出口压力相比ꎬ基本可忽略不计ꎮ综上ꎬ滚动转子式油气混输泵自身气流脉动微弱ꎬ合理的橇装设计使之得到进一步削减ꎬ使得整橇外输气体的压力脉动基本被完全抑制ꎬ这与往复压缩机增压橇相比体现出重大性能优势ꎮ图１５㊀不同转速下增压橇排气压力频谱分析Ｆｉｇ １５㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ４㊀结㊀论作为一种新型多相混输泵ꎬ滚动转子泵理论分析匮乏ꎬ通过开展泵头性能试验充分研究泵头特性ꎬ能够为高性能泵头研发提供坚实技术支撑ꎬ对于推动我国天然气高效开发具有重大意义ꎮ本文基于滚动转子式油气混输泵地面工艺ꎬ针对某型滚动转子泵增压橇搭建了高稳定性内循环试验平台ꎬ完成了泵头温度㊁压力㊁排量和功耗测试ꎬ揭示了滚动转子式油气混输泵典型工作特性ꎮ(１)泵头始终以油气混输形式工作ꎬ工作腔内润滑油同时起到冷却和密封作用ꎬ使工质增压成为一种准等温压缩过程ꎬ增压后的气体温升被有效控制ꎬ出口温度维持在５５ħ左右ꎮ(２)虽然能够以压缩机的形式工作ꎬ但滚动转子式油气混输泵更多地体现了泵的工作属性ꎮ其实际排量与转速和进气压力均呈正比ꎬ与进排气压差线性负相关ꎻ泵头工作腔容积效率则仅与进排气压差有关ꎬ且为线性负相关关系ꎮ(３)泵头功耗与进排气压差线性正相关ꎬ但与泵头实际排量(或进气压力)无关ꎻ转速增大后ꎬ泵头功耗随之增大ꎬ且增幅逐渐变大ꎮ(４)泵头进出口均出现一定的压力脉动ꎬ且出口脉动效应相对更为显著ꎬ二者基频均为２倍转速ꎻ出口压力脉动峰峰值及各阶脉动幅值均会随主轴转速的增大而上升ꎬ但远低于往复式天然气压缩机ꎮ滚动转子泵增压橇外输气体的压力脉动则基本被消除ꎬ体现出了重大设备优势ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀ＯＬＳＯＮＳ.Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐｉｎｇｆｏｒｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｕｓｔｒｙ[Ｊ].ＯｉｌｆｉｅｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｇａｚｉｎｅꎬ２０１７(４):２１－２３.[２]㊀ＳＨＡＯＣＬꎬＬＩＣＱꎬＺＨＯＵＪＦ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａ￣ｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｃｅｎ￣ｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｔｈａｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｇａｓ￣ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｍｉｘ￣ｔｕｒｅｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅａｔａｎｄＦｌｕｉｄＦｌｏｗꎬ２０１８ꎬ７１:４６０－４６９.[３]㊀ＺＨＡＮＧＷＷꎬＹＵＺＹꎬＬＩＹＪ.Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｌｏｗａｎｄｐｈａｓｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎａｇａｓ￣ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].Ｏｉｌ＆ＧａｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣Ｒｅｖ.ＩＦＰＥｎｅｒｇｉｅｓＮｏｕｖｅｌｌｅｓꎬ２０１８ꎬ７３:６９.[４]㊀刘岳龙ꎬ刘玉祥ꎬ隋冬梅ꎬ等.同步回转泵降压排水采气工艺应用及改进[Ｊ].石油机械ꎬ２０１７ꎬ４５(６):６７－７１.ＬＩＵＹＬꎬＬＩＵＹＸꎬＳＵＩＤＭꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｄｒａｉｎａｇｅｇａｓｒｅｃｏｖｅｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｏｔａｒｙｐｕｍｐ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０１７ꎬ ８２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期４５(６):６７－７１.[５]㊀吉效科.偏心转子油气混输泵的研制与应用[Ｊ].内蒙古石油化工ꎬ２０１６ꎬ４２(９):１４－１６.ＪＩＸＫ.Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｐｕｍｐｄｅｖｅｌｏｐ￣ｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉ￣ｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０１６ꎬ４２(９):１４－１６.[６]㊀ＹＡＮＧＸꎬＱＵＺＣ.Ｓｕｃｔｉｏｎｐｏｒｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒａｓｙｎｃｈｒｏｎａｌｒｏｔａｒｙｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕ￣ｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＥ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｃｅｓｓＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ２３２(１):１２７－１３２.[７]㊀ＴＡＮＫＭꎬＯＯＩＫＴ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｆｉｘｅｄ￣ｖａｎｅｒｅｖｏｌｖｉｎｇｖａｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１４ꎬ６２(１):２０７－２１４.[８]㊀ＳＨＩＮＭＳꎬＮＡＳＫꎬＣＨＯＩＧＭ.Ａｎｏｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｃ]ʊ２４ｔｈＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ.ＷｅｓｔＬａｆａ￣ｙｅｔｔｅꎬＩＮ:Ｐｕｒｄｕｅｅ￣Ｐｕｂｓꎬ２０１８:Ｐａｐｅｒ２５９５. [９]㊀ＭＡＪＪꎬＣＨＥＮＸꎬＱＵＺＣ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｗｉｎｇｖａｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＥｎｅｒｇｙꎬ２０１９ꎬ１３(４):７６４－７６９.[１０]㊀ＨＥＺＬꎬＹＡＮＧＸＺꎬＬＩＤＴꎬｅｔａｌ.Ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｓｗｉｎｇｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｆｏｒａｎａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓ[Ｊ].Ｉｎｔｅｒｎａ￣ｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ１１２:１２５－１３５. [１１]㊀吉效科ꎬ梁政.偏心摆动油气混输泵的动力特性研究[Ｊ].中国机械工程ꎬ２０１６ꎬ２７(２１):２８９０－２８９４ꎬ２９０１.ＪＩＸＫꎬＬＩＡＮＧＺ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎｅｃｃｅｎｔｒｉｃｓｗｉｎｇｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].ＣｈｉｎａＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ２７(２１):２８９０－２８９４ꎬ２９０１.[１２]㊀李洋.偏心回转油气混输泵内部流场的数值模拟及优化设计[Ｄ].成都:西南石油大学ꎬ２０１６.ＬＩＹ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｅｃｃｅｎｔｒｉｃｒｏｔａｒｙｏｉｌｇａｓｍｉｘｅｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｕｍｐ[Ｄ].Ｃｈｅｎｇｄｕ:ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１６.[１３]㊀ＸＵＪꎬＹＵＢꎬＹＡＮＧＯＸꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｏｔｉｏｎａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｉｎｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ:ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２１ꎬ１１８０(１):０１２０４７.[１４]㊀ＳＵＬＴＡＮＩＡꎬＳＵＬＴＡＮＴＨ.Ｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍａｃｈｉｎｅｓ:ｍｏｄｅｒｎｄｅｓｉｇｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓａｎｄｔｏｏｌｓ[Ｍ].Ｌｏｎｄｏｎ:ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓꎬ２０１９:２６３－２８９. [１５]㊀ＨＳＵＬＣꎬＷＯＮＧＧＷꎬＬＵＰＪꎬｅｔａｌ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍ￣ｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｆｌｏｗｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅｏｆｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓ￣ｓｏｒ[Ｊ].Ｅｎｅｒｇｉｅｓꎬ２０２０ꎬ１３(１０):２５２６. [１６]㊀ＦＡＲＫＡＳＢꎬＳＵＤＡＪＭ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｒｐｈｅｄｎｏｎ￣ｌｉｎｅａｒｐｈａｓｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓｆｏｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉ￣ｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＡ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０２０ꎬ２３４(３):３３２－３４１. [１７]㊀ＦＡＲＫＡＳＢꎬＳＵＤＡＪＭ.Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｏ￣ｖｅｌｏｉｌ￣ｆｒｅｅｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＡ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０１８ꎬ２３２(７):８７０－８８７. [１８]㊀王寿川ꎬ张欢ꎬ徐进兵ꎬ等.基于均质两相流的滚动转子压缩机径向泄漏预测模型[Ｊ].制冷ꎬ２０１９ꎬ３８(３):４５－５０.ＷＡＮＧＳＣꎬＺＨＡＮＧＨꎬＸＵＪＢꎬｅｔａｌ.Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｌｅａｋａｇｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｆｏｒｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎａｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｄｅｌ[Ｊ].Ｒｅｆｒｉｇｅｒａ￣ｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ３８(３):４５－５０.[１９]㊀ＧＩＵＦＦＲＩＤＡＡꎬＶＡＬＥＮＴＩＧꎬＰＡＬＡＭＩＮＩＤꎬｅｔａｌ.Ｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｂａｌａｎｃｅｄｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｅｘｐａｎｄｅｒ[Ｊ].ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ１２:３８－４６.[２０]㊀仲耀龙ꎬ姚志光ꎬ高海军ꎬ等.混输增压技术在见水气井中的应用与效果评价[Ｊ].中国石油和化工标准与质量ꎬ２０２０ꎬ４０(２４):６－８.ＺＨＯＮＧＹＬꎬＹＡＯＺＧꎬＧＡＯＨＪꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｗａｔｅｒｇａｓｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＳｔａｎｄａｒｄａｎｄＱｕａｌｉｔｙꎬ２０２０ꎬ４０(２４):６－８.[２１]㊀刘融.抽吸与气举排水采气工艺方法研究[Ｄ].大庆:东北石油大学ꎬ２０２２.ＬＩＵＲ.Ｓｔｕｄｙｏｎｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｕｃｔｉｏｎａｎｄｇａｓｌｉｆｔｄｒａｉｎａｇｅ[Ｄ].Ｄａｑｉｎｇ:ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅ￣ｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０２２.[２２]㊀宁梅ꎬ郝冠中ꎬ刘洋ꎬ等.天然气气井井口增压开采工艺评价[Ｊ].石油化工应用ꎬ２０２０ꎬ３９(１０):７２－７４.ＮＩＮＧＭꎬＨＡＯＧＺꎬＬＩＵＹꎬｅｔａｌ.Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｂｏｏｓ￣ｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｗｅｌｌｈｅａｄｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ３９(１０):７２－７４.㊀㊀第一作者简介:张志广ꎬ工程师ꎬ生于１９８８年ꎬ２０１９年毕业于南京航空航天大学航空宇航推进理论与工程专业ꎬ获博士学位ꎬ现从事能源动力系统的流动与传热调控方法研究和新型石油天然气开发装备的研发工作ꎮ地址: (４３０２２３)湖北省武汉市ꎮ电话:(０２７)５２３０７６４５ꎮｅｍａｉｌ:ｓｈｄｚｚｇ＠１６３.ｃｏｍꎮ通信作者:潘灵永ꎬｅｍａｉｌ:ｐａｎｌｙ ｏｓｅｔ＠ｓｉｎｏｐｅｃ ｃｏｍꎮ㊀收稿日期:２０２３－０７－２３(本文编辑㊀刘㊀锋)９２１２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀。
新一代油气混输泵装置及油田高效节能大排量注水泵-张生昌.
三.研发与创新
2.气液单向阀理论
针对往复式油气混输泵及气液两相单向阀组，开展了如下 理论研究与实验工作 往复式油气混输泵组合阀工作特性的仿真分析 高压缩比往复式油气混输泵单向阀特性分析与研 往复式油气混输泵装置内外特性分析 通过上述研究工作 得到并分析了油气介质的气液比、内压缩比、最大开启高 度以及弹簧作用力对往复式油气混输泵内外特性的影响 揭示了油气工况下单向阀启闭特征及工作机理 初步总结出气液单向阀设计计算方法，可为气液两相阀组 的设计提供理论依据和技术支撑
支撑轴承
二 . 技术创新 三 . 研发与创新 6.自主知识产权
NO 1 2
3 4 5 6
专利名称 往复式三缸双作用气液两相混输泵 三缸往复泵用三拐四支点组合式曲轴
往复式气液两相混输泵用立式单向组 合阀 往复泵用柱塞自动对中机构 一种皮带轮 双流道组合阀
专利类型 实用新型 实用新型
实用新型 发明专利 实用新型 发明专利
5.组合式曲轴
突破现有往复泵曲轴结构型式束缚，首次提出三拐四 支点组合式曲轴，获得专利。
连杆支撑轴承 连杆支撑轴承 连杆支撑轴承
主要优势 间距短、弯矩小、受力好 加工方便，节省原材料 滚动轴承取代滑动轴承 滚动运动取代滑动运动、 实现技术升级 摩擦功耗小，传动效率高
支撑轴承
辅助支撑轴承
曲柄块
三缸双作用油气混输泵装置
宁波合力机泵有限公司 浙江工业大学
目
录
一、背景和意义 二、国内外研究现状和发展趋势 三、主要研发工作与创新点 四、3DP系列典型样机与系列产品 五、工业性试验 六、用户意见
一.背景和意义
1.油气回收 意义重大
全球每年排空燃烧数千亿方伴生气
油气混输泵
性能特点
整体上来说，各种油气混输泵都有如下特点：很好的 自吸性；流量均匀耐腐蚀；含气量高时不影响排量； 结构紧凑；工作平稳；安全可靠等。 双螺杆泵是一种旋转式容积泵。该泵可用于输送未经 处理的含气、含水原油，尤其对于边际油田和滩海油 田，采用此油气混输泵可减少繁杂的分离器、输油泵、 空压机，极大的降低投资成本，节省管理费用。使用 该泵可以降低井口压力，提高油井、油气产量；带有 安全阀及自动控制保护系统，运行安全可靠；损失小， 经济性能好，压力高并且流量均匀，能与原动机直联。
应用举例
造船：用作船用装载泵、扫仓泵，船用压载泵、主机滑油泵、 燃料输送泵、燃油喷射泵、货油泵等； 热电厂：用作重油及原油输送泵、重油燃料泵等； 化工：用作各种酸碱盐液及树脂、颜料、油墨、油漆、甘油、 石腊的输送泵； 炼油厂：用于输送各种加热油、沥青油、焦油、乳胶液、沥 青及用作油输、油池油罐车的各种油品的装缷； 食品：用于酒厂、食品厂、糖厂、罐头厂，输送酒精、蜂蜜、 糖汁、牙膏、牛奶、奶油、酱油、植物油、动物油等； 油田：输送各种油品、原油等。
工作原理 组成：一根主动螺杆——双 头、右旋、凸螺杆；两根从 动螺杆——双头、左旋、凹 螺杆，装在泵体内，和其他 零件组成螺杆泵。 当主动螺杆逆时针方向旋转 时，左面吸油，右面压油， 吸压油口隔开。 特点：结构简单，体积小， 重量轻，运转平稳，噪声小， 寿命长，流量均匀，自吸能 力强，效率高，无困油现象； 但螺杆齿形复杂，不易加工， 精度难以保证。
产品技术中心采油机械部
产品介绍——油气混输泵
李冉
二零零八年七月
油气混输泵
概述 一、单螺杆泵 二、双螺杆泵
油气混输泵的原理及应用
油气混输泵的原理及应用油气混输泵是一种新型回转式容积泵。
该泵具有流量大、压力高、无脉动、振动小、噪音低、运转可靠、寿命长等特点。
油气混输泵的工作原理：油气混输泵泵体两端为吸入口，中间为排出口。
泵体内装有衬套，衬套中放置两根平行的螺杆，分别为主动螺杆和从动螺杆。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬套内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空腔。
当主动螺杆为顺时针方向旋转（从轴伸端看泵）时，随着螺杆的转动和啮合，这些密封空腔连续向前移动，在泵的吸入端不断形成真空，吸入液体。
液体随密封腔沿螺杆轴向连续地推移前进，至排出端形成压力排出，从而实现输送液体的目的。
油气混输泵的性能范围：■流量：1～1000m3/h■压力：最高4.0MPa■使用温度：-20℃～+120℃，特殊材料组合可达280℃■粘度范围：1~3000cSt，降低转速可达105cSt恒盛泵业油气混输泵的优势：■双吸式结构，转子轴向力相互抵消。
输送液体平稳、无脉动、无搅拌，振动小、噪音低。
■特殊泵体结构，底部含液量较大，有很强的自吸性能，并可在混有气体的介质中使用，一般油、汽比可达到1：8以上。
■外装式轴承结构，采用独立润滑，可以输送各种非润滑性介质。
■泵采用同步齿轮驱动，二转子之间不接触，可以输送各种含有固体小颗粒，允许短时间空转。
■泵体带有加热套，可以输送各种低粘度或高粘度介质。
■正确的选用材料，可以输送很多有腐蚀性的介质。
■轴封采用机械密封，具有寿命长.泄漏少，适用范围广。
油气混输泵的应用场合：■石油石化行业：各种润滑油、液压油、原油、沥青、渣油、重质燃油柴油、汽油、油漆、乳胶等产品的输送泵。
特殊泵体结构的设计，用于油田输送油汽混合介质尤其适合，其介质可允许有0.2mm以下硬颗粒。
■造船行业：各种轻质燃油、重质燃油、废油、污油、舱底污油、化学品油、海水的输送泵、增压泵、扫舱泵等。
■食品行业：各种酒精、饮料、蜂蜜糖浆、酱油、动物油、植物油等高低粘度物质的输送。
WZ11-4NB油田混输泵运行稳定性研究
WZ11-4NB油田混输泵运行稳定性研究陈可营;李泳志【摘要】新开发的WZ11-4NB油田设计采用混输泵作为增压泵进行油气外输,混输泵为南海西部油田首次应用,其运行稳定性有待研究.通过对国内混输泵使用情况和使用经验的调研,总结了混输泵使用中普遍存在的油气比不稳定、进口压力波动导致停机、泵对流量适应性差、进液不均易造成螺杆烧坏等问题,提出了解决问题的思路.结合WZ11-4NB油田的实际情况,提出了提高混输泵运行稳定性的改造意见,通过增加回流补液控制及直管段,混输泵最终成功投入使用,即便在严重段塞流工况下,混输泵仍能维持稳定工作,目前已稳定运行超过1a.%In the newly developed WZ11-4NB oil field,the multiphase pump is designed as the booster pump to carry out the oil and gas.However,for it is the first time such technology is used in the westen South China Sea oilfield,its operational stability is still to be studied.This essay,based on research of domestic application of multiphase pump,sorts out common problems such as unstable oil-steam ratio,closing down resulted from inlet pressure fluctuation,poor adaptability to flow variation and screw burning resulted from uneven fluid entry,and proposes solutions.According to the site condition of WZ11-4N,improvement suggestions to set up the back-flow control and straight pipe are adopted to increase pump stability,and finally the multiphase pump is put into use successfully,and has been in stable use over a year in spite of certain extreme conditions such as slug flow.【期刊名称】《石油化工设备》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】4页(P69-72)【关键词】混输泵;段塞流;油气比;回流控制;稳定性【作者】陈可营;李泳志【作者单位】中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江524057;中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江524057【正文语种】中文【中图分类】TQ051.2;TE964WZ11-4NB油田为新开发的海上油田，有1个中心平台WZ11-4NB平台以及2座井口平台WZ11-4NA、WZ11-4NC，其中WZ11-4NC通过栈桥与已建的WZ11-4NA平台相连。
西峰油田油气混输技术应用情况及分析
西峰油田油气混输技术应用情况及分析作者：田景隆来源：《科技创新导报》2011年第24期摘要:油气混输工艺是实现伴生气资源有效回收的关键技术,西峰油田高气油比下的油气混输工艺是油气密闭集输的难点,也是实现系统优化和工艺简化的关键点。
本文通过介绍和分析西峰油田油气混输泵的应用情况,指出高气油比下油气混输工艺的关键是控制进液率,对油气混输流程提出了相应的改进意见,并对油气混输泵的选型确定时机提出了具体的要求。
关键词:油气混输气油比进液率限流调节冷却与润滑中图分类号:TE866 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(c)-0057-02西峰油田是长庆油田公司继靖安油田之后的一个百万吨级整装油田,主力储层为长8,属低孔、特低渗储层,油藏埋深2000～2200m。
与长庆其它已开发油田相比,西峰油田的伴生气资源更加丰富,地层原始气油比达到了78.8(董志区)～106.4m3/t(白马区)。
为实现“安全、环保、高效、节能”开发,西峰油田采用了从井口至联合站的全过程密闭集输工艺来回收和利用伴生气资源。
与以接转站为骨架、增压点为补充的系统布局相适应,伴生气集输采用了接转站油气分输为主、增压点油气混输为辅的集气工艺。
油气混输工艺是实现集输系统优化和伴生气资源有效回收的重要技术之一。
西峰油田增压点一般位于地势低、地形复杂的偏远区域,实现油气混输可以达到以下目的:(1)减少自压集气管线长度,降低井口回压;(2)避免了地形起伏造成集气管线集液严重、影响正常输气的情况,减少了清管作业量和凝析油排放点;(3)增压点规模较小,再加上油田伴生气递减速度较快,无法保证接替的气源和气量,油气混输工艺避免了当后期伴生气量下降时集气管线能力过大造成的风险和浪费;(4)简化了流程,节省了建设投资,实现了油气连续输送。
1 西峰油田油气混输泵应用情况油气混输泵,属于转子式容积泵,常见的结构形式主要有单螺杆、双螺杆、双转子等,在长庆油田均有应用,是油气混输工艺中关键设备。
油气混输双螺杆泵
双螺杆油气混输泵技术一．双螺杆油气混输泵的工作原理油气混输双螺杆泵有两根相向旋转的螺杆轴组成，在泵工作的过程两根螺杆轴上螺旋套相互啮合，并与泵体内腔形成随着螺杆轴的转动，密封腔里的气液混合物随平稳而又连续地输送到泵体中心由于作用在螺杆轴上两螺旋套上的液压力方向相反。
所以螺杆轴上的液压轴向力是二.双螺杆油气混输泵的构造泵的介质输送元件螺杆轴采用螺旋套与轴相分离的形式，一方面可采用高强度合金钢作为轴的材料，以满足大功率大扭矩工作状况下对轴的强度要求；另一方面螺旋套可采用不同的金属材料，以满足不同的泵输送介质的特殊要求。
采用单独润滑的同步齿轮①是用来将主动螺杆轴上的动力传递到从动螺杆轴上，同时保证了在螺杆相互啮合的过程中，螺旋套之间无金属接触，也无动力传递，从而保证泵的输送元件的低磨损，高可靠性。
采用特殊的泵体结构型式以及特殊的螺杆齿形，保证了泵极强的气液混输能力。
即使在很高的气液比，泵也能正常运转。
螺杆轴上的液压径向力由单列圆柱滚子轴承②和双列向心推力球轴承③承受。
而同步齿轮产生的全部轴向力由双列向心推力球轴承单独承受，同步齿轮和单列圆柱滚子轴承由单独的齿轮箱内的齿轮油润滑。
而双列向心推力球轴承由润滑脂润滑。
三.双螺杆油气混输泵的技术难点1．双螺杆油气混输泵的技术难点首先表现在双螺杆的螺杆型线的设计上。
因为混输螺杆型线既要保证螺杆动转过程中气态物质的吸入膨胀，压出压缩，同时又要满足液态物质在螺杆动转过程中的不可压缩性的要求，所以混输螺杆型线的设计有一个基本的要求，就是每一道螺旋密封槽的泄漏面积，根据输送介质气液比的不同而不同。
所以在双螺杆混输泵设计中，螺杆型线的设计是首要问题。
日前，就世界上的双螺杆混输泵的螺杆所采用的型线有如下几种：①W型线如图所示螺旋槽的齿形型线由ab、bc两段摆线组成。
关键的问题是ab、bc两段摆线的比例分配问题，随着输送介质含气量的不同，ab、bc的比例分配关系也不一样，最常见的是ab/bc≈1。
各种油气混输泵的性能比较
各种油气混输泵的性能比较泵类型性能表现单螺杆泵双螺杆泵油气混输双螺杆泵外形特征吸入性能有自吸性能有自吸性能有较高的自吸性能结构特征结构紧凑、体积较长、占地面积较大,适合输送含有固体颗粒或含纤维的悬浮物。
结构紧凑、轴承可内外置、可设置加热、冷却系统，可以短时间输送气液混合介质。
结构紧凑、轴承外置，可以输送液、固、气混合介质，设置了储液装置，防止气堵现象。
节能降耗占地面积大，需油气两条管线单独输送；进口配置油气混合器，出口需要油气分离器。
多余气体需要火炬点燃。
占地面积小，同时需要油气两条管线单独输送；进口配置油气混合器，出口需要油气分离器。
多余气体需要火炬点燃。
占地面积小，只需要一条管线输送，无需配置任何油气混合器、油气分离器，同时可以根据工况成撬供货，进出口连接即可一键启动实现输送、增压功能，无需点燃火炬，气体可回收。
输送压力（扬程）0～0～0～输送特性输送有搅伴、有脉动。
输送无搅拌、无脉动；气体含量大时，泵整机振动大、噪音大，容易出现咬泵现象。
可以连续输送无搅拌、无脉动；特有的混输设计使整机不会出现咬泵现象，同时可以根据油井产量变频调节。
耐磨性（材料）定子采用含氟橡胶制成，不耐磨、不耐腐蚀，整机使用寿命3～6个月易损件需更换。
螺杆副采用40Cr或含Cr钢，衬套采用球墨铸铁，输送纯液介质表现优异；输送含气或有颗粒物介质时，泵体发热，不耐磨损；输送介质含有氯化物等有腐蚀性介质时，碳钢材料使泵寿命急剧降低。
整机在普通双螺杆泵已有优势基础上，采用高科技专利技术：①输送介质螺套采用我公司发明专利高气密性型线技术，输送高气压比介质更稳定，无气堵；②螺杆副采用碳化钨喷涂技术，耐磨损、抗腐蚀；③衬套内壁采用碳化硅喷涂技术，耐磨损、抗腐蚀；④带储液罐润滑关键易磨损点，延长整机使用寿命；整机输送气、液、固三相流表现优异。
螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究
螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性研究随着石油工业的发展，油气混输成为了提高油气田生产能力、降低成本的一种重要方式。
而螺旋轴流式油气混输泵作为一种新型的输送设备，其气液两相混输特性备受关注。
本文将从多个方面对螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输特性进行研究。
首先，本文将分析螺旋轴流式油气混输泵的结构与工作原理。
螺旋轴流式油气混输泵由钻井泵和气体喷嘴两部分组成。
其工作原理是通过泵送系统将气体与液体混合后一同输送至油气井中。
在分析结构与工作原理的基础上，将探讨不同参数对螺旋轴流式油气混输泵气液两相混输特性的影响。
其次，本文将研究螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输过程。
传统的油气混输方式往往存在气体分离、混输不均等问题，而螺旋轴流式油气混输泵则可以有效解决这些问题。
本文将利用实验方法研究螺旋轴流式油气混输泵在不同工况下的气液两相混输情况。
通过对流体分离、混输均匀度等指标的测试，分析螺旋轴流式油气混输泵在不同参数下的混输特性。
然后，本文将评估螺旋轴流式油气混输泵的性能。
性能评估是衡量一种设备能否满足工程实际应用的重要指标。
本文将对螺旋轴流式油气混输泵的扬程、流量、效率等性能指标进行测试与分析。
通过求解拟合曲线，给出螺旋轴流式油气混输泵的性能曲线，以便工程师在实际应用中根据需要选择合适的泵型。
最后，本文将讨论螺旋轴流式油气混输泵的发展前景与应用前景。
螺旋轴流式油气混输泵作为一种新型的油气混输设备，其在油气开采领域具有广阔的应用前景。
本文将探讨螺旋轴流式油气混输泵的发展潜力，以及其在不同领域中的应用情况。
综上所述，本文主要对螺旋轴流式油气混输泵的气液两相混输特性进行了研究。
通过分析其结构与工作原理，研究其气液两相混输过程，评估其性能，并探讨其发展与应用前景。
对于改善油气混输效果、提高生产效率具有一定的参考价值综合研究结果表明，螺旋轴流式油气混输泵能有效解决油气混输中的分离和不均等问题。
基于油气混输双螺杆泵用于输送高粘度原油的效果探究
基于油气混输双螺杆泵用于输送高粘度原油的效果探究摘要：在采集油资时，一些原油井所产出的原油经常具有粘度高，温度低等特点。
同时他们的输油量也相对较大。
对于柴油的过程形成了较大的阻力。
为了解决这个问题，我们可以采用双螺杆泵技术。
他作用于油井过程中，可以减少高粘度原油的抽调阻力。
降低输油时的回压。
同时它还配备有对于油井采集的加热器以高温降粘的方式，保证了油井的正常生产提高了原油的生产工艺和技术水平。
从整体上提高了整体油井工作的效率，使输油量得到保障。
关键词：高粘度原油；双螺杆泵技术；应用效果引言：对于高粘度的原油井，用以往的单螺旋泵技术无法完成正常对于原油的采集和输送。
在采集过程中，其原油粘度高，温度低，回压较大。
以上三个主要特点造成了油井的正常进干线，使用单螺旋泵技术会使其长期停产。
SH6原油井泵深度达1005m，日产业可达50吨，以CM6A进入海底进行原油采集，而在原油资料中可知其在50摄氏度时动力粘度可达477.35MPa。
井口的油温可达20摄氏度，整体对于CM6A的压力十分大，达到1.1MPa。
于是为了解决这个问题，通过分析，我们可以对于高粘度油井进行双螺旋泵技术的应用。
通过降低回流回压，减少油流阻力。
在配备加热器对其温度进行提高。
以SH6原油井为例，它在高粘度原油采集中所使用单螺旋泵进行工作。
以下就对于SH6原油井双螺旋泵技术的应用进行分析研究。
1、双螺旋泵的型号选择在泵型的选择上，我们主要考虑的方面有五个方面。
分别包括产气量、产业量、排出压力、吸入压力和输送时介质的压力。
以以上四个特点进行泵类型的选择，因为双螺旋泵技术为气体液体两种模式，而气体在工作时的体积流量又收到温度和压力的影响。
根据气体流量计算公式。
Vm=Vo×Vp/Pg+Pv×T/To其中Vm表示——工况下气体流量；Vo表示标准状况下的体积流量；Pg表示工作状态流量计上游测出的表压力；To表示标准状况下的绝对温度；pa表示当地大气压；Pv表示标准大气压；T表示工作状态下绝对温度；在实际的操作过程中，工作流量的计算方式为液体流量和工况下的气体流量之和。
【知识】20种泵的性能差异，最直观的选型经验
【知识】20种泵的性能差异，最直观的选型经验水泵的性能参数，标志着水泵的性能。
泵的性能参数及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
各类泵的性能差异情况，对选型和使用都具有十分重要的作用。
一、离心泵液体注满泵壳，叶轮高速旋转，液体在离心力作用下产生高速度，高速液体经过逐渐扩大的泵壳通道，动压头转变为静压头。
要注意防止汽蚀现象和气缚现象的发生。
性能特点：离心泵的流最范围很大，流量和压力都平稳，没有波动。
离心泵的转数较高，可以与电动机和汽轮机直接相连，传动机构简单紧凑。
操作方便可靠，调节和维修容易，并易于实现自动化和远距离操作。
离心泵与同一指标的往复泵相比，结构简单紧凑，体积小，重量轻，零部件少，制造方便，造价低，而且占地面积小，因此它的设备和修理费用都较低廉。
离心泵有以下主要缺点：在一般情况下，离心泵起动前需先灌泵或用真空泵将泵内空气抽出。
自吸离心泵启动前虽不必灌泵，但目前使用上还有局限性。
液体粘度对泵的性能影响较大。
当液体粘度增加时，泵的流量，扬程，吸程和效率都会显著地降低。
离心泵在小流量高扬程的情况下应用，受到一定的限制。
因为小流量离心泵的泵体流道很窄，制造困难，同时效率很低。
二、多级离心泵相当于多个离心泵串联，一级一级增压，可获得较高压头。
性能特点：多级离心泵与单级泵相比，其区别在于多级泵有两个以上的叶轮，能分段地多级次地吸水和压水，从而将水扬到很高的位置，扬程可根据需要而增减水泵叶轮的级数。
多级泵主要用于矿山排水、城市及工厂供水，农业灌溉用的很少，仅适用于高扬程、小流量的高山区提水来解决人畜饮水的困难。
多级高心泵有立式和卧式两种型式多级离心泵的泵轴上装有串联的两个亦上的叶轮，它相对于一般的单级离心泵，可亦实现更高的扬程；相对于活塞泵、隔膜泵等往复式泵，可亦泵送较大的流量。
多级离心泵效率较高，能够满足高扬程、高流量工况的需要，在石化、化工、电力、建筑、消防等行业得到了广泛的应用。
由于其本身的特殊性，与单级离心泵相比，多级离心泵在设计、使用和维护维修等方面，有着不同、更高的技术要求。
油田多相混输泵应用技术探讨
设 计 石油规划设计 2005年3月 35* 孙 洁，女，1978年生，助理工程师。
2003年毕业于石油大学（华东）油气储运专业，获硕士学位。
现在中石化股份公司石油勘探开发研究院工作。
通信地址：北京海淀区学院路31号，100083油田多相混输泵应用技术探讨孙 洁* 王世清 候桂华中石化股份公司石油勘探开发研究院孙 洁等. 油田多相混输泵应用技术探讨. 石油规划设计，2005，16（2）：35～37摘 要 对于多相混输泵的现场应用情况进行了调研，结果表明，多相混输泵可以降低井口回压，扩大集油半径，增加油气产量，降低工程投资及运行费用。
根据多相混输泵现场应用的经验，对于如何根据不同的开发条件选择多相混输泵的类型、型号及进行安装提出了一些建议。
关键词 油气田 油气集输 多相混输泵 应用 效果 型号 选择 安装 分析 研究在油气集输工艺中，用多相混输泵（以下简称混输泵）为气、液两相流体增压，输送到相对更远的距离。
这在某种程度上可以替代传统的气、液分输的集输方法，缩短油田建设周期，对油田生产起到了推动作用。
这项技术得以发展和应用的关键在于混输泵质量的不断提高。
近几年，国内混输泵的制造技术得到了不断的发展完善，泵的性能、质量有了较大提高，类型也有所增多。
较为成熟的是螺杆泵，已实现产业化和系列化，正在被广泛应用；其他类型的泵，如轴流式和转子式混输泵等还处于试验阶段。
到目前为止，国内已有十多个混输泵生产厂家，泵型主要有单螺杆、双螺杆、三螺杆泵等，流量范围为10～2 000 m 3/h，扬程范围为0.2～6.0 MPa。
现场应用效果1 混输泵应用情况目前，混输泵已在胜利、河南、中原、辽河、吐哈、江苏、大港、塔河、大庆等油田推广应用，其中以胜利、中原、河南油田应用的较多，主要用于降低油井及集输管线的运行压力，增大集输半径。
据2001年不完全统计，胜利油田的临盘、纯梁、东辛、孤岛等采油厂已使用约200台，中原油田约40台，河南油田约30台，大多数应用效果较好。
石油系统常用泵类的介绍
叶片泵
依靠泵内作高速旋转的叶片把能量 传给液体，进行液体输送并提高液 体压力的机器。 离心泵、混流泵、旋流泵等
离心泵的结构
离心泵的结构
离心泵的结构
离心泵的结构
往复泵的组成
往复泵通常由两部分组成：液力端和传动
端 液力端是用来输送液体，把机械能转换为 压力能 传动端是将原动机的能量传给液力端
活塞（柱塞）泵的简单结构
液力端由液缸体、活塞（柱塞）、吸入阀
及排出阀等组成 传动端由曲柄、连杆、十字头等组成
往复泵图例
齿轮泵的分类
按齿轮啮合形式分：内啮合、外啮合 按齿形分：渐开线、圆弧、正xuan曲线、 按齿形分：渐开线、圆弧、正xuan曲线、
摆线、次摆线、对数螺线齿形 按齿向分：直齿齿轮、人字齿轮、斜齿齿 轮、圆弧齿面齿轮 按侧面间隙可调否分：固定及前后盖组 成
其他类型泵
利用流体静压力或流体动能来输送 液体的流体动力泵 射流泵等
离心泵
离心泵的工作原理？
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递 给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过 程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体 经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管 路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空 或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下， 被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸 入和排出液体。 离心泵的特点？ 其特点为：转速高，体积小，重量轻，效率高，流量大， 结构简单，性能平稳，容易操作和维修；其不足是：起动 前泵内要灌满液体。液体精度对泵性能影响大，只能用于 精度近似于水的液体，流量适用范围：5 20000立方米/ 精度近似于水的液体，流量适用范围：5-20000立方米/时， 扬程范围在3 2800米 扬程范围在3-2800米
2LYQB型油气混输泵结构原理及机械密封泄漏原因分析
②Ｏ型密封圈老化、 变形 、 腐蚀 、 破裂也能导致机械密封泄露。 １ ． 机械 密封超 压引起 的泄漏 问题 机械 密封 所能承受 的压 ．３ ４
力是 有 限的 ， 由于 密 封腔 内的 压 力经 常 变 化 ， 致 密封 腔 内的压 力超 导 过 了动 环 弹 簧 力矩 所 能 承 受 的压 力 ， 时 一 旦 安全 阀不 能正 常 打 开 ， 这 泵 内就 会产 生 憋 压 ， 使 得动 环 与 静 环 分 开 ， 而产 生 泄 露 。 会 从 １４４ 由于 原 油 的 问题 引起 的 泄 漏 问题 ．． ① 原油里含有悬浮性微粒或砂粒由于长时间积聚在机械密封内 从 而 结 垢 ，堵 塞 在 机械 密封 弹 簧 与 弹簧 座 之 间 ，使 补 偿 动环 不 能 浮 动 ， 去补 偿 缓 冲作 用 。 失 ②原油里的悬浮微粒或砂粒一旦进入密封端面间 ，固体颗粒进 入摩擦副端面起研磨剂作用 ， 使机械密封端面发生剧烈磨损而失效。 １ ． 由于振动产生的泄漏问题 由于混输 泵运转 时间过长 ， ．５ ４ 联 轴 器 上尼 龙 销 子磨 损产 生泵 体振 动 ，这 时 螺杆 转子 也 会 出现 在 这 个 周期内的震动 ， 使得机械密封也会 出现振动 ， 时间过长就会将机械密
一
问题 引起的泄漏问题 ； 由于振动产生的泄漏问题 ； 人为因素。 ⑤ ⑥
魔 ２ 毳蝽 孥
０ 密 嬲 圈 型
① 静环 和 静 环 座 是 依 靠 静 环 上 的 Ｏ型 密 封 圈进 行 密 封 的 ， 当动 如 图所示 ， 箭头 的指 向为机械密封弹簧座、 弹簧、 动环 的安装位 环在轴 的带动下作高速旋转运动 时，一旦静环座的固定销子与静环 置 ， 则 安 装 在轴 承 座 总成 内。 静环 松 ， 使 １３ 机械 密 封 的 结 构原 理 简 介 机 械 密 封 是 靠 一 对 垂 直 于 轴 作 没 有 配合 好 （ 动 或脱 开 ）使 静 环 与 动 环 作 轴 向同 步 运 动 ， 静 环 Ｏ ． 型 圈磨 损 ， 终 造成 液体 的泄 漏 。 （ 图所 示 ） 最 如 相 对 滑 动 的端 面 在 流体 压 力 和 补偿 机 构 的 弹 力作 用 下保 持 贴合 并 配 以辅 助 密封 而 达 到 阻 漏 的轴 封 装 置 。其 主 要 结构 如 图所 示 。
油气集输工艺技术特点分析与应用
油气集输工艺技术特点分析与应用作者：朱彩红来源：《科学与财富》2019年第02期摘要：随着油田逐步进入高含水后期，集输工艺的发展趋势也趋向于利用高含水期的原油流变特性，降低输送温度或常温输送，同时集输工艺进一步简化。
输送方式有气液分输和气液混输两种工艺。
油气集输是油田开发生产中不可缺少的重要组成部分。
目前多采用油气水多相混输工艺技术。
对于油田接转站所辖的电泵井或高产液井较多及含有部分低产液井的情况下。
以接转站为单元中心，计量间所输液量进游离水脱除器进行沉降分离后，一部分水直接进掺水泵返输到计量间。
关键词：油气集输；工艺特点；应用；改进国内外现如今的集输工艺己趋于成熟，不同生产状况下根据工程实际需要确立各自合理的集输工艺。
根据集输距离的长短和原油物性的不同，也采用井口-计量站-联合站或井口-接转站-联合站的二级布站工艺，该工艺中油井产物先经单井管线混输至计量站，在计量站分井计量后，再分站（队）混输至集中处理站进行处理，该流程可减少厂去集中处理站的管线，适用于油井相对集中，离集中处理站不太远，靠油井压力能将油井产物混输至集中处理站的油区，通常是按采油队布置计量站。
进入高含水期后，集输站采用的电化学脱水效果大大降低，外输含水达不到要求。
通过分析研究，利用各站沉降罐多的有利条件，用阶梯式热化学沉降脱水代替电化学脱水。
其工艺原理是井站来液经三相分离器分离后，进入加热炉加热升温，然后经三级沉降脱水，使油水分离。
1.油气集输工艺技术特点分析油气集输即收集油田开采产生的原油与天然气，并对其进行存储、输送与加工处理，最终将处理后的油气输送给用户。
对油气集输工艺来说，主要具有三项主要功能：第. ，油气开采并将其与波混合物通过管道输送到油气处理站，进行企业分离与脱水处理，确保处理后原油就可以达到国家标准。
第二，油气存储，即将处理合格的原油输送到油田原油库贮意，并将分高出的天然气输送到处理厂，并再次进行脱水、脱酸与脱然处理，同时进行对应的深加工处理。
原油外输泵介绍及对比分析
日常工作中怎样判断离心泵是否正常？
三、停泵： 停止泵组运行，关闭泵进出口阀。 泵停后，确认润滑油泵继续运转，超过2min后自动停泵，润滑油泵停泵指示灯亮。 打开泵排放阀，将泵体和平衡管内液体排放干净。 根据润滑油使用情况更换润滑油和清洗滑油滤器。 确认润滑油箱的温度，将滑油加热器打到自动位置，确认加热器是否工作正常。 滑油泵停泵后，将滑油泵转换开关从自动打到手动位置，进行复位关断报警。
夏季运行时的注意事项
夏季： 1、关注泵的前后轴承的温度和滑油箱的温度。 2、如果滑油箱的温度操过50℃以上，需要在滑油 箱内部加冷却盘管,通海水进行冷却。 3、电机轴承温度上升到80℃，安装轴流式风扇加 强通风。 4、每日检查各排放管线截止阀前后的温度，确认截止阀没有泄漏。 5、检查电机的电磁中心指示是否有偏移，以确认推力瓦块是否磨损。
原油外输泵介绍及对比分析
原油外输泵型号 ： SDY240-100 额定输出流量 ： Q=233m3/h 额定输出压力 ： P=9.17MPa(扬程为917m) 电机额定功率 ： N=1303KW 电机额定转速 ： n=2985rpm 单泵重量 ： G=6500kg 生产厂家 ： 1、 进口泵为多级离心泵（10级），后期改造为(6级)；泵自 重2.3吨. 国产原油外输泵也为双壳体多级离心泵（5级）；泵自重6.5吨 2、密封方式：进口泵使用机械密封，国产泵使用填料密封； 密封的作用是防止液体从轴封处泄出泵外和防止空气侵入泵内. 机械密封的优点是： ⑴ 泄漏量少（一般为填料密封的1%） ⑵ 使用寿命长（1—2年） ⑶ 磨擦功耗小（为填料密封的10～50%）可广泛用于输送高温、高压和强腐蚀性液体的离心泵上.机械轴封对轴的精度和光洁度没有填料函要求那么严格，对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感，对轴的震动敏感性小。
常见油气多相混输泵性能参数及应用
常见油气多相混输泵性能参数及应用一、概况混输泵可分为容积式多相泵和旋转动力式多相泵，前者包括双螺杆泵、隔膜泵、线性活塞泵及转子式多相泵等，后者包括螺旋轴流式多相泵、离心泵等。
其中最具代表性的是德国Bornemann公司生产的双螺杆式多相混输泵和海神计划的研究成果螺旋轴流式多相泵。
1992年，螺旋轴流式多相泵的研制者将其水力设计技术转让给FRAMO和SULZER泵业有限公司，标志着以螺旋轴流式混输泵为核心的多相混输系统开始进入工业化应用阶段。
图1 常规流程与采用混输泵流程对比二、德国Bornemann公司2.1公司简介德国Bornemann公司成立于1853年，企业目标是以市场需求为导向、应用技术及经济的手段做出反应。
自那时起鲍诺曼不断推陈出新，例如1934年开发了专利技术的外置轴承双螺杆泵。
60年代开发了三螺杆泵和单螺杆泵作为新的方案，80年代开发了那时并不被看好的鲍诺曼多项泵。
现今产品的重点立足于双螺杆泵。
2.2产品性能MSL型多相泵MSL型多相泵是依据鲍诺曼标准制造的一款超值多项泵。
它特别适用于配备钻井泵的单独钻孔。
MW型、MPC型多相泵这两型多相主要用于储层压力下降的成熟油气田。
为了优化产量，降低井口回压是关键。
另外它还用于例如泵井，以及采用循环蒸汽驱油法(CSS，蒸汽’吞吐）或蒸汽动力驱油法(SAGD) 的热力采油作业中回收油套环管内的蒸汽。
SMPC型多相泵Bornemann 水下增压泵(SMPC) 是水下多相泵和重型平台多相泵MPC 进一步发展的结晶。
全新的双重压力补偿(DPC) 泵设计为新型的水下多相泵奠定了基础。
它基本由两个主要部件组成：压力外壳，根据水深和工艺压力进行额定；泵电机模块，包括所有转动设备。
SML型多相泵SLM 是全新的设计系列，拥有与每一台Bornemann 泵相同的性能特性，同样用于重型用途！SLM 系列分为：裸轴泵；泵电机组合；遵循不同标准的整体式系统。
2.3应用案例三、瑞士Sulzer公司3.1公司简介苏尔寿公司生产的螺旋轴向多相泵(MPP) 使来自生产井的油/气/水混合物进行增压，而不会从液体中分离出来气体。
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研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新
中国设备工程 2017.06 (上)
1 国内油气混输泵的类型和技术特点
目前国内主要有单螺杆式泵、双螺杆式泵、内压缩式双螺杆泵、摆动转子泵等混输泵。
因原理和结构不同，其性能不同。
1.1 单螺杆式混输泵
单螺杆式混输泵实际上就是应用于油气水混输工况下的普通单螺杆泵的改进。
就工作原理和关键工作部件的设计思想而言，两种泵没有本质的区别。
尽管单螺杆式多相泵较普通的单螺杆泵在某些部位的设计有所改进，但单螺杆混输泵在继承了普通单螺杆优点的同时，也不可避免的继承了其短处，造成了单螺杆式混输泵的致命的缺陷。
（1）泵的传输部件一个是钢质转子，一个是软质衬套，两者在转子运动过程中过盈配合形成输送介质的密封容腔，故能气液混输，同时对输送介质中的固体颗粒不敏感，是单螺杆式混输泵相比于双螺杆式混输泵最大的优势，对含砂量大工况有一定的应用前景。
（2）单螺杆泵的转子部件从原理上就必须是偏心转动，因而不可能在与电机直联的高速条件运转，而必须借助减速机进行减速，所以整个机组较双螺杆混输泵复杂，机组体积远远大于双螺杆混输泵。
（3）单螺杆泵增压效果差。
单螺杆泵无法满足压力较大工况。
由于单螺杆泵只能低速运转，限制了其向大流量、高压力发展的趋势。
（4）单螺杆泵工作时转子与橡胶定子处于过盈配合，必须有充分的润滑冷却，而对于油田油气混输泵工况来说，单螺杆泵很难满足断塞流的工况要求。
可见，单螺杆泵有较强的抗砂能力，但几乎为零的抗干转能力使得其很难成为真正意义上的油气混输泵，只在含气量较低、断塞流很小、时间极短的工况下有一定的市场。
1.2 内压缩式双螺杆多相泵
内压缩式双螺杆多相泵是从双螺杆压缩机改型设计完成的一种多相混输设备，目前还未发现国外有相同或相类似的技术报道。
从设计原理来说，输送介质从泵入口到出口之间的过程中，必须按设计的内压比被压缩。
对于气液比恒定、来流压力与出流压力比恒定的特定情况下，的确达到了同时满足气液两相对增压的不同需要，成为气液混输的一种高效设备。
然而，对于油田油气混输的实际工况来说，上述的情况是不存在的。
经过多年的改进，内压缩式双螺杆混输泵为克服设计原理上的缺陷，在结构上作了大量的更新，在油田某些工况下也取得了一定的成功经验，但由于原理上的根本原因，内压缩式双螺杆混输泵要求在使用上有如下的限制。
（1）含气率影响，在泵前须加分离器，气液分离后，分别通过液相管和气相管进入内压缩式双螺杆多相泵，增加了流程的复杂性，投资增加50%以上。
系统自带一套润滑油润滑系统，增加了混输泵的维护保养的难度及费用。
（2）操作程序复杂。
泵启动时，涉及泵进扣阀、泵出口阀、分离器进口阀、气相管进口阀、旁通管线上的旁通阀、润滑油的注油阀等6个阀门的开启、关闭以及开度大小等三种状态，加之油泵的开机顺序与上述阀门的开闭顺序都有严格的要求，整个过程过于复杂。
停机的过程也是同样的繁琐。
（3）在泵入口的液相管道上必须安装过滤器以防止来流中的固态杂质对泵的损害。
1.3 双螺杆混输泵
双螺杆混输泵式从输送液体的普通双螺杆泵经过特殊设计发展出来的一种油气水混输泵，设计原理与普通双螺杆泵没有本质的区别，但其在设计中巧妙的利用了普通双螺杆泵中存在的螺杆间隙和气体的可压缩性，借助于结构上的特殊设计保证泵内间隙的液态密封，真正实现了油气水多相混输。
（1）双螺杆多相混输泵完全适用从100%的气到100%的液的不同来流工况。
尽管实际工况大部分时间来流没有这么大的变化范围，但在规定的时
常用典型油气混输泵性能比较分析及认识
王磊
（中石化重庆天然气管道有限责任公司，重庆 408000）
摘要：通过论述国内外油气混输泵种类、原理、结构，分析了不同油气混输泵的性能并对其优缺点进行比较，并从油气混输泵性能与经济效益的角度对单螺杆式泵、双螺杆式泵、内压缩式双螺杆泵、摆动转子泵等使用范围及适用条件进行说明。
关键词：混输泵；性能；经济效益
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2017）06（上）-0152-02
153
中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2017.06 （上）间内适应100%的气和100%的液的工况是油气混输泵的基本要求，这也是双螺杆混输泵本质上的优势。
（2）油井来液可直接进入双螺杆混输泵。
工艺流程简单，整个系统体积小、重量轻、占地面积小、投资少。
（3）双螺杆混输泵的密封由泵内液相介质冷却润滑，轴承、齿轮由油脂或油箱中的齿轮润滑油，没有任何附加的润滑设备，泵机组维护工作量几乎为零。
（4）操作程序极为简单。
由于泵机组即是混输泵与电动机，启动泵时，只要打开进出口阀门，启动电机即可运行。
停泵后只要关闭进出口阀门即可。
（5）同内压缩式双螺杆混输泵一样，须在泵的入口管道上安装过滤器，过滤来流中的较大粒径的砂粒。
针对这一弱项。
但现在国内有的混输泵厂家已能提供相应的混输泵专用过滤器。
1.4 BDHB 型摆动气液混输泵
该泵是一种容积式泵，其转子与定子不接触并保持0.01～0.03mm 的间隙，保证在输送气体时具有高的容积效率，并且不存在磨损，在结构上采用了金属波纹管机械密封，具有抗振能力强，辅助密封点少的优点，并配有润滑系统，保证湿润滑油的压力始终略高于介质压力，对机封密封面进行润滑和冲洗及冷却，使机封的使用寿命大大提高。
机组配有一个储油罐，可以保证在机封泄漏时保护轴承和机封不会损坏，保证了机组具有较高的可靠性和寿命。
（1）输送物料的气液比范围大，气液比可达0～100%，连续输气时间可达数小时以上，并且有较强的抗砂性能。
（2）气密性好，极限真空度可达1000Pa。
（3）泵效率高，注液时大于72%，混输时大于60%。
（4）无密封件外的易损件，整机唯一的
接触摩擦产生于导芯与缸体，因为线过渡极低（一般<0.5m/s）且磨损不影响泵性能，故无需考虑更换。
（5）高速与低速时吸入性能变化小，低达160转/分钟，低速时可变到的极限真空度基本无变化，可通过改变泵速成比例地改变泵的排量，适合于油田现场的多变的工况使用要求。
（6）维护方便，可在现场进行泵的拆卸及更换零部件，装配要求相对较低，不需要大型专用工具。
2 典型混输泵性能比较（表1）3 对混输泵的初步认识
从以上泵性能与经济效益来看：（1）掺水流程的转油站宜采用单螺杆混输泵。
掺水流程的回油管线中，气液比低，不可能产生抽干气现象。
单螺杆泵最大的优点是一次性投入低，抗砂能力强，维护费用低，管理方便。
因此，单螺杆混输泵的排量范围小，进出口压差小，介质气液比小的情况下，采用单螺杆混输泵，冬季采用单螺杆混输泵来升压，夏季可自压回到联合站，从而可取消转油站。
（2）在单管集油流程中，宜采用双螺杆泵混输泵式摆动转子混输泵。
该流程易出现抽干气的现象。
目前，国内外抽干气的泵只有两种，其中双螺杆混输泵造价昂贵，维护费用高，管理要求高，较成熟；摆动转子混输泵价格偏宜，维修方便、费用低，但推广较晚，目前应用的数量较双螺杆混输泵少，待调研。
该两种泵，排量与流程范围大，可实现20km 以内不设转油站的“一级半布站”流程。
表1
油田用典型混输泵性能比较。