CN101705944B - 用于海上油田的水下立式油气多相混输泵 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：该多相混输泵包括竖直设置的多相流体预处理装置，在多相流体预处理装置内部中央竖直设置有多相增压装置，该多相增压装置上方联接有动力装置，该动力装置周围设有能与动力装置进行热交换的循环冷却润滑装置；在动力装置的一侧还设有测控装置；所述多相增压装置由动力装置提供动力，多相流体进入多相流体预处理装置的流体入口后改变流态，再经过多相增压装置增压后由多相流体预处理装置的流体出口输出。由于该多相混输泵为一体结构设计，因此，其性能更优越、结构更紧凑、空间布局更合理，具有安装工艺简单、占地面积小、增压能力强和适应恶劣生产环境等特点。

Description

用于海上油田的水下立式油气多相混输泵

技术领域

本发明是关于一种多相混输泵，尤其涉及一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵。

背景技术

在国内外油田中，油气集输的常用方法多是先对其进行油气分离，然后对液体和气体分别进行单相输送。这就需要一整套油气集输系统，包括：分离设备以及分别独立的气、液输送管道。

但是，随着油气勘探开发领域的扩大，一些开采条件比较恶劣的油田相继发现，特别是在海洋、沙漠和边际油田的开发建设过程中，油气集输系统的建设投资和运行管理费用要比常规的陆上油田开发高得多。为了使沙漠油田和海上油田的开发更加经济有效，采用长距离油气多相混输技术，将油气混输至处理站统一处理，取得了明显的经济效益，因而以多相混输泵为核心的油气多相混输技术受到国外石油公司的高度重视。

20世纪70年代初，古德里奇(Goodridge)首先提出了以多相泵为核心的多相混输技术的基本设计思想，即：将未加处理的原油(石油、天然气、水，有时还会有固体颗粒)通过井口或管汇(安装在陆上、浅海，或海底)输送到处理站，而不需要分离其中各组分。

油气多相混输泵作为一项油田新技术，具有显著的技术优势和广泛的应用前景。该技术以一台卧式多相混输泵代替了液流泵与气体压缩机，省去了复杂的分离设备和输送管道。与传统的油气集输系统相比，它具有结构简单、操作方便、投资小等优点，因而近年来倾向于在近海油田、小储量卫星油田和沙漠油田的开发中使用。

然而，随着大量海上油田的开发，特别是深海油田的不断发现与开采，生产环境越发恶劣，但产量要求却在不断提高，这就要求油气多相混输设备具有安装工艺简单、占地面积小、增压能力强、能够适应恶劣生产环境等特点。现有卧式多相混输泵已不能满足应用要求，具体表现在以下几个方面：

(1)现有卧式多相混输泵的安装工艺复杂，需要考虑泵体的水平性与运行的平稳性，不便于撬装化；需要定位的位置较多，在海底定位困难；

(2)现有卧式多相混输泵的控制系统、电机、循环冷却润滑装置、缓冲均混器与混输泵体等各个部分都是分体式结构设计(即：泵体、均混器、测控装置和冷却装置等分别独立设置，再通过多个管路和线路相互连接在一起)，因此，占地面积大、安装不便，不适用于海上油田，特别是深海油田；

(3)现有卧式多相混输泵的占地面积会随着级数的增多而大幅增加，给整体撬装化带来不便，同时也限制了混输泵通过增加级数来提高增压效果这一方法的实行；

(4)现有卧式多相混输泵的控制面板只适用于工作人员手工操作，并没有配套的ROV(水下机器人)操作面板；

(5)现有卧式多相混输泵及其配套辅助设备的外部结构并没有密封设计，无防水功能，内部各处密封装置也不适用于水下运行。

由此，为克服上述现有结构的缺陷，以使油气多相混输泵适应更加恶劣的生产环境，特别是适应深海油田的水下生产系统，本发明对现有叶片式油气混输泵结构和性能进行改进，提出一种性能优越、结构紧凑、空间布局合理的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，该多相混输泵采用立式一体化结构设计，将多相流体预处理装置、多相增压装置、动力装置、测控装置及循环冷却润滑装置有机地装配在一体，以克服卧式油气多相混输泵不适用于海上油田水下安装与生产的缺点；并使该多相混输泵具有安装工艺简单、占地面积小、增压能力强、适应恶劣生产环境等特点。

本发明的目的是这样实现的，一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，该多相混输泵包括竖直设置的多相流体预处理装置，在多相流体预处理装置内部中央竖直设置有多相增压装置，该多相增压装置上方联接有动力装置，该动力装置周围设有能与动力装置进行热交换的循环冷却润滑装置；在动力装置的一侧还设有测控装置；所述多相增压装置由动力装置提供动力，多相流体进入多相流体预处理装置的流体入口后改变流态，再经过多相增压装置增压后由多相流体预处理装置的流体出口输出。

在本发明的一较佳实施方式中，所述多相流体预处理装置由多相流体混合稳流器和入口导流锥两部分组成；该多相流体混合稳流器包括有多孔混合管、内壳体和外壳体；所述外壳体为上端开口的U形容器，所述内壳体沿外壳体的轴向设置在外壳体的中央位置，所述内外壳体之间构成环形空腔，所述流体入口设置在外壳体上并与环形空腔导通；所述内壳体为一贯通的管体，该内壳体上部与外壳体上部构成固定的密封连接部，所述流体出口设置在该密封连接部并贯穿内外壳体；所述多孔混合管由内壳体下端套设于内壳体上并位于环形空腔中；该多孔混合管与内壳体之间具有间隙，多孔混合管管壁设有多个透孔；入口导流锥位于外壳体空腔底部中央，底面贴合于外壳体底部内壁；导流锥上部呈锥台状，导流锥顶部向下设有阶梯孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内壳体下部形成内径渐缩的管口，该管口的端缘为圆弧形；多孔混合管上端与内壳体密封连接，多孔混合管底端向内弯曲构成弧形弯曲部，该弧形弯曲部罩设于内壳体底部管口的圆弧形端缘；导流锥中部侧周面呈流线型并分布有导流叶片，导流锥中部的侧周面与多孔混合管下部弯曲处形成环形流道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述多相增压装置由泵轴、多个叶轮、多个导叶和多个分段式泵壳组成；所述泵轴穿设在多相流体混合稳流器的内壳体中，泵轴下端通过轴承支撑在导流锥的阶梯孔中，泵轴上端由轴承固定在内壳体的上端口；一叶轮和一导叶装设在一个呈圆环形的分段式泵壳中构成一增压单元，所述多个增压单元依序套装在泵轴上构成所述多相增压装置；所述各叶轮固设在泵轴上并随泵轴转动；各导叶固设在泵壳上，泵轴与各导叶轮毂之间设有滑动轴承；所述各分段式泵壳的内壁与相应叶轮之间留有间隙；各分段式泵壳之间首尾相接并与多相流体混合稳流器的内壳体的内壁固接。

在本发明的一较佳实施方式中，各叶轮设有一个以上螺旋式空间三维叶片，其厚度由轮缘至轮毂逐渐加厚；叶轮轮毂剖面为梯形或双曲边梯形；各导叶设有一个以上的叶片。

在本发明的一较佳实施方式中，所述动力装置包括水下防爆电机和罩设在电机外侧的电机罩；所述电机竖直设置，电机轴通过联轴器与泵轴上端相连接；电机罩下端与多相流体混合稳流器外壳体上端密封连接；所述电机下部与多相流体混合稳流器上端之间还设有密封支撑件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述电机罩上端向一侧延伸设有一支架，所述测控装置固定在该支架上；所述测控装置包括固定于支架上的检测控制器及一水下机器人控制面板，该水下机器人控制面板通过信号电缆与检测控制器相连，检测控制器通过电缆与水下防爆电机相连。

在本发明的一较佳实施方式中，所述水下机器人控制面板上设有能由水下机器人操纵的控制旋钮。

在本发明的一较佳实施方式中，所述循环冷却润滑装置包括绕设于电机罩外侧的冷却管束，冷却管束一端与电机罩下端设置的第一透孔导通，冷却管束另一端与电机罩上端设置的第二透孔导通；一个小型离心式叶轮设置在由密封支撑件构成的一腔室中且固定于泵轴上由泵轴带动旋转；所述第一透孔和第二透孔分别设有与所述腔室导通的槽道；所述槽道、腔室和冷却管束中装设有冷却润滑液。

在本发明的一较佳实施方式中，所述槽道由电机与电机罩之间的间隙，及设置在密封支撑件上的多个通孔构成。

由上所述，本发明的多相混输泵采用立式一体化结构设计，将多相流体预处理装置、多相增压装置、动力装置、测控装置及循环冷却润滑装置有机地装配在一体，可以避免在水下对上述各部分进行装配而带来的诸多不便，由于该多相混输泵为一体结构设计，因此，其性能更优越、结构更紧凑、空间布局更合理，具有安装工艺简单、占地面积小、增压能力强和适应恶劣生产环境等特点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明用于海上油田的水下立式油气多相混输泵的结构示意图；

图2A：为图1中A部分的局部放大示意图；

图2B：为本发明多相增压装置中叶轮和导叶的立体结构示意图；

图3A：为本发明中多相流体预处理装置的结构示意图，其中包括多相流体混合稳流器结构示意图；

图3B：为本发明中多相流体混合稳流器局部结构示意图；

图3C：为本发明中入口导流锥的结构示意图；

图4：为本发明中动力装置的结构示意图；

图5A：为本发明中测控装置的结构示意图；

图5B：为本发明中测控装置的ROV控制面板的结构示意图；

图6A：为本发明中循环冷却润滑装置的结构示意图；

图6B：为本发明中循环冷却润滑装置的环绕式冷却管束外部结构示意图；

图6C：为图6A中B部分的局部放大图；

图6D：为图6A中C部分的局部放大图；

图7：为本发明用于海上油田的水下立式油气多相混输泵的工作原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提出一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵100，该多相混输泵100至少包括有多相增压装置1、多相流体预处理装置2、动力装置3、测控装置4和循环冷却润滑装置5；所述多相流体预处理装置2竖直地设置在整个油气多相混输泵100的下部位置，在多相流体预处理装置2的内部中央位置竖直设置有所述多相增压装置1，该多相增压装置1的上方联接有动力装置3，该动力装置3周围设置能与其进行热交换的循环冷却润滑装置5；测控装置4设置在动力装置3的一侧边；上述各部分之间以及各部分与外界之间均具有完善的密封结构。该多相增压装置1由动力装置3提供动力，多相流体进入多相流体预处理装置2的流体入口2121后改变流态，使油气均匀混合，再经过多相增压装置1增压后由多相流体预处理装置2的流体出口2122输出。该多相混输泵100的运行状态可由测控装置4进行调节与控制。

由上所述，本发明的多相混输泵采用立式一体化结构设计，将多相流体预处理装置2、多相增压装置1、动力装置3、测控装置4及循环冷却润滑装置5有机地装配在一体，可以避免在水下对上述各部分进行装配而带来的诸多不便，由于该多相混输泵为一体结构设计，因此，其性能更优越、结构更紧凑、空间布局更合理，具有安装工艺简单、占地面积小、增压能力强和适应恶劣生产环境等特点。

进一步，如图3A、图3B和图3C所示，在本实施方式中，所述多相流体预处理装置2由多相流体混合稳流器21和入口导流锥22组成；多相流体混合稳流器21又称为均混器，其包括有多孔混合管211、内壳体213和外壳体212；所述外壳体212为上端开口的U形容器，所述内壳体213沿外壳体212的轴向设置在外壳体212的中央位置，所述内、外壳体之间构成一环形空腔，所述流体入口2121设置在外壳体212上并与环形空腔导通；所述内壳体213为一贯通的管体，该内壳体213上部与外壳体212上部构成固定的密封连接部，所述流体出口2122设置在该密封连接部并贯穿内、外壳体；所述内壳体213与下面所述的多相增压装置1形成一体化结构设计，内壳体213的内壁与下述的分段式泵壳13固接；所述多孔混合管211由内壳体213下端套设于内壳体上并位于环形空腔中央；该多孔混合管211与内壳体213之间具有间隙H，多孔混合管211上部固设于内壳体213外壁，并设有圆弧形挡板S，用以分离大气团和阻挡流体冲击；多孔混合管管壁设有多个透孔K，起到破碎大气团和使多相流体均匀混合的作用；入口导流锥22位于外壳体212空腔底部中央，导流锥22底面贴合于外壳体212底部内壁；导流锥22上部呈锥台状，导流锥顶部向下设有阶梯孔，用于架设轴承223以支承泵轴14。所述内壳体213下部形成内径渐缩的管口，该管口的端缘为圆弧形；多孔混合管211上端与内壳体213密封连接，多孔混合管211底端向内弯曲构成弧形弯曲部，该弧形弯曲部罩设于内壳体213底部管口的圆弧形端缘，分别与内壳体213底部圆弧形端缘和入口导流锥22形成环形通道M和N，以引导多相流体进入混输泵的多相增压装置1中。导流锥22中部为一侧周面呈流线型的导流台221，与多孔混合管211下部弯曲处形成环形流道N，引导多相流体上流；导流台221侧周面分布有一个以上的导流叶片222，对多相流体进行疏导、整流。

在本实施方式中，如图2A、图2B所示，所述多相增压装置1由泵轴14、多个叶轮11、多个导叶12和多个分段式泵壳13组成；所述泵轴14穿设在多相流体混合稳流器的内壳体213中，泵轴14下端通过轴承223支撑在导流锥22的阶梯孔中，泵轴14上端由轴承固定在内壳体213的上端口，并且通过联轴器33与下述的动力装置3转轴相连接；一叶轮11和一导叶12装设在一个呈圆环形的分段式泵壳13中构成一增压单元，所述多个增压单元依序套装在泵轴14上构成所述多相增压装置1；所述各叶轮11通过固定装置112固设在泵轴14上并随泵轴转动，以对多相流体进行增压；各导叶12固设在泵壳13上，不随泵轴14转动，泵轴14与各导叶12轮毂之间设有滑动轴承122，以减少磨损；所述各分段式泵壳13的内壁与相应叶轮11之间留有间隙X；各分段式泵壳13之间首尾相接并与多相流体混合稳流器的内壳体213的内壁固接。进一步，在本实施方式中，各叶轮11设有一个以上螺旋式空间三维叶片111，其厚度由轮缘至轮毂逐渐加厚；叶轮11轮毂剖面为梯形或双曲边梯形；各导叶12设有一个以上的叶片121，与叶轮叶片111配合工作，用于疏导多相流体的流动方向、剪切和破碎大气团，起到整流器的作用。

如图4所示，在本实施方式中，所述动力装置3包括水下防爆电机31和罩设在电机外侧的电机罩32；所述电机31竖直设置，水下防爆电机31通过支架35与多个轴承，被架设于整个混输泵的上部，并通过电缆34为其供电；电机轴通过联轴器33与泵轴14上端相连接，从而带动多相增压装置1中的叶轮11转动，对多相流体进行增压；电机罩32下端与多相流体混合稳流器外壳体212上端密封连接，使水下防爆电机31与多相流体混合稳流器连为一体；所述电机31下部与多相流体混合稳流器21上端之间还设有密封支撑件36。

如图4、图5A、图5B所示，在本实施方式中，所述电机罩32上端向一侧延伸设有一支架43，所述测控装置4固定在该支架43上；所述测控装置4包括固定于支架43上的检测控制器42及一水下机器人控制面板41，水下机器人控制面板41设于整个混输泵的外部，利用支架43固定于电机罩32外壳上，该水下机器人控制面板41通过信号电缆与检测控制器42相连，检测控制器42通过电缆34与水下防爆电机31相连，通过接收到的控制信号来控制水下防爆电机31的运转情况；进一步，所述水下机器人控制面板41上设有能由水下机器人操纵的控制旋钮411，在水下可通过ROV(远程操纵潜水器)来操纵旋钮411，通过信号电缆向检测控制器42传送控制信号。在本实施方式中，检测控制器42能够通过反馈装置自动检测混输泵的运行状态与所输送多相流体的压力、流量、含气率等参数，并能根据实际情况自动调整控制信号，进而调整水下防爆电机31的运转，以改进混输泵运行参数，使其适应实际情况。

如图6A、图6B、图6C、图6D所示，在本实施方式中，所述循环冷却润滑装置5至少包括一根绕设于电机罩32外侧且暴露于海水之中的冷却管束51，该冷却管束51的一端与电机罩32下端设置的第一透孔54导通，冷却管束51的另一端与电机罩32上端设置的第二透孔55导通；一个小型离心式叶轮52设置在由密封支撑件36构成的一腔室361中，且该小型离心式叶轮52固定于泵轴14上由泵轴带动旋转；所述第一透孔54和第二透孔55分别设有与所述腔室361导通的槽道53；所述槽道53、腔室361和冷却管束51中装设有冷却润滑液。进一步，在本实施方式中，所述槽道53包括电机31与电机罩32之间的间隙L，以及设置在密封支撑件36上的多个通孔362。所述冷却润滑液可以通过槽道53在所述腔室361与冷却管束51的两端之间形成循环流动，当小型离心式叶轮52转动时，能够将冷却润滑液通过槽道53送入环绕式冷却管束51中，利用海水的低温对冷却润滑液进行冷却；冷却润滑液经环绕式冷却管束51冷却后，由电机罩32上端的第二透孔55流入电机31与电机罩32之间的间隙L对电机31进行冷却；在本实施方式中，所述槽道53还可通向混输泵内部的多个轴承处(图中未示出)，可使冷却润滑液流向多个轴承处，以对多个轴承进行冷却和润滑。

进一步，在本实施方式中，所述冷却管束51可设置四根，该四根冷却管束51依序环绕在电机罩32外侧，在电机罩32下端呈90度间隔设置四个第一透孔54，该四个第一透孔54分别与四根冷却管束51的一端导通，在电机罩32上端也设置的四个第二透孔55，该四个第二透孔55分别与四根冷却管束51的另一端导通，这样，可以提高冷却润滑的效果。

本发明用于海上油田的水下立式油气多相混输泵100，是将多相增压装置1、多相流体预处理装置2、动力装置3、测控装置4和循环冷却润滑装置5做一体化设计，并采用立式结构；实际应用时，如图1所示，将多相增压装置1放置在多相流体预处理装置2的多相流体混合稳流器21的内壳体213内部，使分段式泵壳13与其固接，泵轴14被入口导流锥22内部的轴承223支承；将动力装置3放置在多相流体预处理装置2的上部，使电机罩32与多相流体混合稳流器21的外壳体212密封固接，水下防爆电机31的电机轴通过联轴器33与泵轴14相连；另外，测控装置4通过电缆34与水下防爆电机31相连；循环冷却润滑装置5通过冷却润滑液槽道53与电机罩32内部和混输泵内部各轴承处相通。

本发明用于海上油田的水下立式油气多相混输泵各部分的工作原理如下所示：

(1)多相增压装置

利用叶轮叶片111对油气多相流体混合液产生升力而进行增压；螺旋形的叶轮叶片111强迫输送介质沿轴向运动，有效地防止了油气多相介质在叶道内分离，保证了均匀流动的要求；同时，导叶叶片121的剪切作用破碎叶轮11出口的大气团，在一定程度上调整多相流体流动状态，为下一增压单元(叶轮11和导叶12)的正常工作提供保证。能量转换是在带有叶片111的叶轮11及连续绕流叶片的介质之间进行的，叶片111使介质的速度(方向或大小)发生变化。多相流体与叶轮11交换能量后，由导叶12消除速度环量，并将速度头转换为压力头。多相流体经过多级增压后获得足够的能量由流体出口2122排出，经由混输管线输送到集中处理站。

(2)水下防爆电机与测控装置

水下防爆电机31为叶轮11提供动力，使其旋转。水下防爆电机31具有变频调速功能，可根据混输泵实际运行情况对其进行调解，以便更好的适应海底井口采出液相态的变化情况；测控装置4通过电缆34与水下防爆电机31相连，直接对混输泵的运行状态进行监测，并为水下防爆电机31运转情况的调节操作提供方便。

(3)多相流体混合稳流器

多相流体混合稳流器21设置于多相增压装置1外围，其中多孔混合管211的内弯曲状出口与多相增压装置1的入口对正，利用重力沉降原理分离大气团，稳定流态，并采用多孔混合管211将气液两相流体均匀混合，为多相流体的稳定输送提供保证。

(4)入口导流锥

入口导流锥22设于多相流体混合稳流器21的多孔混合管211内弯曲状出口处，与多孔混合管211之间形成环状间隙N，通过挤压作用，引导多相流体加速上行，并利用其导流叶片222对油气多相流体进行整流，疏导多相流体的流向、防止其旋转，并剪切气团或液塞，使其进一步成为均匀的油气多相混合物，便于进入混输泵增压单元，以保证油气混输泵的稳定、安全运行。

(5)循环冷却润滑装置

循环冷却润滑装置5通过小型离心式叶轮52将冷却润滑液输送入暴露于海水中的环绕式冷却管束51中，利用海水的低温使温度升高的冷却润滑液降温，之后循环送回混输泵内部，冷却水下防爆电机31与各处轴承，并对轴承进行润滑，为混输泵的安全可靠运行提供保证。

下面结合附图7来说明本发明用于海上油田的水下立式油气多相混输泵的工作过程。

海底井口多相流体采出液经过海底采油树和混输管线，由多相流体混合稳流器21的入口2121(亦即海上油田水下立式油气混输泵的入口)进入外壳体212所围空腔，伞形挡板S缓冲流体冲击，使流体绕多孔混合管211低速旋转，从而分离大的气团，含油液量较大的部分沉于下部，气体部分上升浮于上部。之后，由于多相增压装置1的吸力作用，气体和液体分别从多孔混合管211的上部和下部小孔K处流入多孔混合管211与内壳体213之间的间隙H中。气体与液体在多孔混合管211的下部因流动碰撞而混合，形成均匀混合流体从多孔混合管211下部弯曲部分与内壳体213下部圆弧形端缘部分之间所构成的环形流道M处流出，纯液体从多孔混合管211下部弯曲部分与入口导流锥22之间所构成的环形流道N处流出。两处多相流体在多相增压装置1入口处混合，经由入口导流锥22引流，并利用其导流叶片222调整多相流体流态；之后，均匀混合的油气多相流体进入多相增压装置1中的叶轮11。水下防爆电机31通过联轴器33带动泵轴14旋转，进而带动叶轮11旋转；多相流体在高速旋转的叶轮11中获得动能，再经过导叶12将动能转换为压力能，并起到整流的作用，为下一级叶轮11的正常工作提供保证。经过若干级增压单元(叶轮11和导叶12)增压后，高压多相流体由位于多相流体混合稳流装置21外壳体212上的混输泵出口2122输出。

在多相增压装置1工作的同时，循环冷却润滑装置5也在工作。它通过小型离心式叶轮52的旋转，把冷却润滑液从冷却润滑液槽道53输入环绕式冷却管束51中，通过环绕式冷却管束51与海水直接接触，将温度升高的冷却润滑液降温，再通过电机罩32的第二透孔55将冷却润滑液注回水下防爆电机31处以及各处轴承，以冷却电机和轴承，并对轴承进行润滑。

在多相增压装置1工作的同时，测控装置4随时监测混输泵的运行情况，并通过检测控制器42调节水下防爆电机31的运行状态，改变混输泵运转情况，以适应海底井口产出液的相态变化。另外，测控装置4中的ROV控制面板41可为人工操作提供方便。

由上所述，本发明的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，能够有效地对海底井口的油气多相流体产出液进行分离缓冲、稳定流态、均匀混合等预处理，并能够高效地对预处理后的多相流体进行混合输送；海上油田水下立式油气多相混输泵的结构不同于现有技术中的卧式多相混输泵，其采用立式结构，各个部分做一体化设计，克服了现有技术中卧式多相混输泵分体式设计、安装工艺复杂、定位点较多等缺点，节省了设备与管线建设费用，简化了油气集输工艺流程，提高了海上油田的采收率。

本发明的优点在于：

1.该油气多相混输泵为立式结构，其中包括多相增压装置、多相流体预处理装置、动力装置、测控装置、循环冷却润滑装置在内的各部分结构采用一体化设计，结构紧凑、合理，节省空间，减少定位点，便于撬装化，特别利于海上油田水下工程安装。

2.该油气多相混输泵的叶轮采用螺旋式空间三维叶片，有效地控制了混输泵多相增压装置内的气液两相分离现象的发生，提高了多相混输泵在多相流体输送工况下的性能。

3.该油气多相混输泵适用于多种海底井口多相流体产出液，可输送的油气多相流体含气率范围为0-90％，也可输送具有一定含沙量的多相流体介质。

4.该油气多相混输泵采用水下防爆电机与并具有性能优良的水下密封结构，利用特殊的环绕式冷却管束与离心叶轮配合的冷却润滑系统为多相混输泵进行冷却与润滑，另外采用先进的测控装置对混输泵运行情况进行实时监测与调节，保证了海上油田水下立式油气多相混输泵在海底的可靠运行。

5.该油气多相混输泵采用水下控制器与ROV控制面板，可在海底实现对海上油田水下立式油气多相混输泵运行状态的调节。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：该多相混输泵包括竖直设置的多相流体预处理装置，在多相流体预处理装置内部中央竖直设置有多相增压装置，该多相增压装置上方联接有动力装置，该动力装置周围设有能与动力装置进行热交换的循环冷却润滑装置；在动力装置的一侧还设有测控装置；所述多相增压装置由动力装置提供动力，多相流体进入多相流体预处理装置的流体入口后改变流态，再经过多相增压装置增压后由多相流体预处理装置的流体出口输出；

所述多相流体预处理装置由多相流体混合稳流器和入口导流锥两部分组成；该多相流体混合稳流器包括有多孔混合管、内壳体和外壳体；所述外壳体为上端开口的U形容器，所述内壳体沿外壳体的轴向设置在外壳体的中央位置，所述内壳体和外壳体之间构成环形空腔，所述流体入口设置在外壳体上并与环形空腔导通；所述内壳体为一贯通的管体，该内壳体上部与外壳体上部构成固定的密封连接部，所述流体出口设置在该密封连接部并贯穿内壳体和外壳体；所述多孔混合管由内壳体下端套设于内壳体上并位于环形空腔中；该多孔混合管与内壳体之间具有间隙，多孔混合管管壁设有多个透孔；入口导流锥位于外壳体空腔底部中央，底面贴合于外壳体底部内壁；导流锥上部呈锥台状，导流锥顶部向下设有阶梯孔；

所述多相增压装置由泵轴、多个叶轮、多个导叶和多个分段式泵壳组成；所述泵轴穿设在多相流体混合稳流器的内壳体中，泵轴下端通过轴承支撑在导流锥的阶梯孔中，泵轴上端由轴承固定在内壳体的上端口；一叶轮和一导叶装设在一个呈圆环形的分段式泵壳中构成一增压单元，多个所述增压单元依序套装在泵轴上构成所述多相增压装置；各所述叶轮固设在泵轴上并随泵轴转动；各导叶固设在泵壳上，泵轴与各导叶轮毂之间设有滑动轴承；所述各分段式泵壳的内壁与相应叶轮之间留有间隙；各分段式泵壳之间首尾相接并与多相流体混合稳流器的内壳体的内壁固接；

所述动力装置包括水下防爆电机和罩设在电机外侧的电机罩；所述电机竖直设置，电机轴通过联轴器与泵轴上端相连接；电机罩下端与多相流体混合稳流器外壳体上端密封连接；所述电机下部与多相流体混合稳流器上端之间还设有密封支撑件；

所述循环冷却润滑装置包括绕设于电机罩外侧的冷却管束，冷却管束一端与电机罩下端设置的第一透孔导通，冷却管束另一端与电机罩上端设置的第二透孔导通；一个小型离心式叶轮设置在由密封支撑件构成的一腔室中且固定于泵轴上由泵轴带动旋转；所述第一透孔和第二透孔分别设有与所述腔室导通的槽道；所述槽道、腔室和冷却管束中装设有冷却润滑液。

2.如权利要求1所述的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：所述内壳体下部形成内径渐缩的管口，该管口的端缘为圆弧形；多孔混合管上端与内壳体密封连接，多孔混合管底端向内弯曲构成弧形弯曲部，该弧形弯曲部罩设于内壳体底部管口的圆弧形端缘；导流锥中部侧周面呈流线型并分布有导流叶片，导流锥中部的侧周面与多孔混合管下部弯曲处形成环形流道。

3.如权利要求1所述的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：各叶轮设有一个以上螺旋式空间三维叶片，其厚度由轮缘至轮毂逐渐加厚；叶轮轮毂剖面为梯形或双曲边梯形；各导叶设有一个以上的叶片。

4.如权利要求1所述的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：所述电机罩上端向一侧延伸设有一支架，所述测控装置固定在该支架上；所述测控装置包括固定于支架上的检测控制器及一水下机器人控制面板，该水下机器人控制面板通过信号电缆与检测控制器相连，检测控制器通过电缆与水下防爆电机相连。

5.如权利要求4所述的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：所述水下机器人控制面板上设有能由水下机器人操纵的控制旋钮。

6.如权利要求1所述的用于海上油田的水下立式油气多相混输泵，其特征在于：所述槽道由电机与电机罩之间的间隙，及设置在密封支撑件上的多个通孔构成。

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