CN105041605A - 一种高粘油多泵站密闭管道输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油储运技术领域，具体涉及了一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，包括若干依次连接的泵站，所述泵站包括泵系统，所述泵系统包括若干离心泵和若干螺杆泵，所述离心泵与螺杆泵之间并联连接；当离心泵为多个时，所述离心泵之间串联或者并联连接；当螺杆泵为多个时，所述螺杆泵之间串联或者并联连接。本发明提供的一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，同时具备了离心泵和螺杆泵输送的优点，提高了高粘油长距离输送的经济性和安全性。

Description

一种高粘油多泵站密闭管道输送系统

技术领域

本发明涉及石油储运技术领域，涉及一种长距离输送高粘油的密闭管道输送系统。

背景技术

稠油，是一种黏度高的非常规油气资源。在我国，一般指在地层条件下，动力黏度大于50mPa.s，或在50℃下脱气原油动力黏度大于100mPa.s，或在20℃时密度大于0.92g/cm³的高粘重质原油。稠油在地面离开高热蒸汽辅助条件下流动性差，管输压降大，输送效率低。

我国新疆某稠油产区生产的稠油，在50℃条件下的表观黏度为2×10⁴～100×10⁴mPa·s，即使在70～80℃高温下的黏度一般都在10000mPa·s以上，因此难以采用常规输送系统输送。在这种情况下，掺稀降粘是主要方法，但是由于稀释剂不够，常需要加热辅助才能实现有效管输。

常规中质或轻质油通常采用离心泵输送。随着管道相关仪器设备质量和自动化水平的提高，长距离输油管道实现了采用离心泵增压的密闭流程，去掉了中间泵站的中间流量调节储油罐，上站来油直接进入下站泵站的输油泵入口，全线各泵站形成统一的水力系统，这种密闭输送方式较开式流程具有减少油品蒸发损失、降低系统压头损失和简化泵站设备设施等优点。至今，国内外绝大多数先进长输管道实现了密闭输送。但对于稠油，如像一些特稠油和超稠油，掺稀后黏度仍然较大，离心泵泵送效率较输稀原油明显降低，输送成本高。

采用离心泵的长距离密闭管道掺稀稠油输送工艺的原理为：高粘稠油掺稀经过加热，通过离心泵增压进入密闭长输管道，在输送过程中当压力低到某值时，进入泵站或热泵站实现增压或加热增压，如此不断，直至到达管道末站。但其存在以下缺点：由于掺稀稠油黏度较大，通过离心泵增压效率很低，例如依据掺稀某稠油黏度的不同，某管道现有离心泵高效点效率大致在40～60％左右，掺稀少、黏度较大时，效率甚至仅20％左右，降低了稠油输送经济性；且离心泵对于给定的油品，提供的压力有限，不利于稠油的停输后的再启动。

螺杆泵为油品输送系统中另一种常用泵，特别适合于输送高粘的稠油，其泵送效率高，例如某管线的两种螺杆泵输送掺稀稠油效率可达65～85％，且可实现定流量输送，这对输油管道停输再启动来说是个不错的选择。由于该管线线路长，管道承压能力有限，泵站、热站多，常规思路利用螺杆泵采用开式工艺输送掺稀稠油，其原理为：高粘稠油掺稀，经过加热，由首站螺杆泵增压，进入长输管道，当压力降到一定低值时进入下一站的储罐内，再通过加热、螺杆泵增压继续向前输送，如此不断直至到达末站的储罐内。螺杆泵的多泵站的长距离输送系统采用开式流程操作模式的原因是螺杆泵的流动控制困难。由于掺稀稠油油温高，这种螺杆泵开式流程具有油品蒸发损失大、建设和投用的输油站设备多等缺点。

鉴于该管线线路长，有7个输油站，采用螺杆泵难于实现密闭输送，需要寻求新的掺稀稠油密闭的管道输送工艺。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提高长距离输送高粘油(如稠油、或高黏的燃料油等)的密闭管道输送系统的经济性和安全性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，包括若干依次连接的泵站，所述泵站包括泵系统，所述泵系统包括若干离心泵和若干螺杆泵，所述离心泵与螺杆泵之间并联连接。

进一步的，当所述离心泵为多个时，所述离心泵之间串联或者并联连接；当所述螺杆泵为多个时，所述螺杆泵之间串联或者并联连接。

进一步的，前述泵站数大于等于3个。

进一步的，前述泵站还包括加热装置。

进一步的，前述离心泵和螺杆泵分别由变频调速电机驱动。

进一步的，第一个所述泵站中还包括喂油系统，所述喂油系统包括多个并联的喂油泵，所述喂油系统与泵系统串联。

进一步的，前述的螺杆泵可被齿轮泵等容积式泵替代。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供了一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，包括若干依次连接的泵站，泵站包括泵系统，泵系统包括若干离心泵和螺杆泵，离心泵之间串联或者并联连接，螺杆泵之间串联或者并联连接，离心泵与螺杆泵之间并联连接。本发明为高粘油，如掺稀的特稠油和超稠油，的长距离管道输送提供了一种更加有效的方法和工艺，可以使泵系统组成多种形式，对高粘油进行输送，泵站效率较高，管输过程中损耗小，具有较好的经济性。

本发明由于并联了离心泵，使长距离管道输送系统容易实现密闭输送，因为离心泵的扬程是一定的，泵的出口压力有自限功能，和螺杆泵并联能控制螺杆泵的扬程；加上离心泵流量会随扬程变化，离心泵工况相对容易通过调节阀或调速控制。因此本发明提供的高粘油多泵站密闭管道输送系统，更容易控制，具有较好的安全性。

附图说明

图1为本发明高粘油多泵站密闭管道输送系统的示意图；

图2为本发明实施例中泵组的第一种形式的示意图；

图3为本发明实施例中泵组的第二种形式的示意图；

图4为本发明实施例中泵组的第三种形式的示意图；

图5为本发明实施例中泵组的第四种形式的示意图；

图6为本发明实施例中泵组的第五种形式的示意图。

其中，1：泵站；2：离心泵；3：螺杆泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供的一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，包括若干依次连接的泵站1，其中每两个相邻的泵站1之间的距离(站间距)按工艺设计确定，站间距依工业水平、工艺方案等不同而不一样。一般情况下，平坦地区管线设计成接近等间距比较有利。

泵站1包括泵系统，泵系统包括若干离心泵2和若干螺杆泵3，离心泵2与螺杆泵3之间并联连接；当离心泵2为多个时，离心泵2之间串联或者并联连接；当螺杆泵3为多个时，螺杆泵3之间串联或者并联连接。

如图1所示，包括若干依次连接的泵站1，泵站的数量大于等于3个，本实施例中，包括首站、第2站、……、第n站，其中，泵站1可以为单纯的泵站1，即仅仅包括泵系统；泵站1还可以为热泵站1，即泵站1还包括加热装置，加热装置与泵系统串联连接，构成热泵站。泵站1是否采用加热装置，由工艺设计计算确定。按工艺设计要求，图1中泵站1之间还可以设置单纯的加热站。

泵站1包括泵系统，泵系统包括若干离心泵2和若干螺杆泵3，离心泵2与螺杆泵3之间并联连接。当离心泵2为多个时，离心泵2之间串联或者并联连接；当螺杆泵3为多个时，螺杆泵3之间串联或者并联连接。其中，螺杆泵3还可被齿轮泵等容积式泵替代。

下面列举离心泵2、螺杆泵3的几种连接方式：

1、一台螺杆泵3与一台离心泵2并联：如图2所示，此型式中螺杆泵3和离心泵2的扬程相当，且和管道的承压能力相适应。

2、多台螺杆泵3串联后和1台离心泵2并联：如图3所示，当螺杆泵3高效区扬程低于离心泵2扬程，离心泵2扬程和管道承压能力适应，2台螺杆泵3的额定扬程之和接近于离心泵2扬程时，适合于2台螺杆泵3串联后和1台离心泵2并联方式。

3、多台离心泵2串联后和1台螺杆泵3并联：如图4所示，当离心泵2扬程低于螺杆泵3高效区扬程，2台离心泵2串联后扬程、螺杆泵3高效区扬程和管道承压能力适应时，适合于2台离心泵2串联后与1台螺杆泵3并联方式。

4、多台螺杆泵3、多台离心泵2分别串联后再并联：如图5所示，2台螺杆泵3和2台离心泵2分别串联后再并联，并联后泵站扬程和管道承压能力适应。在输量没有达到设计输量时可以只启用其中的一台离心泵2和一台螺杆泵3(图中省略了泵旁通流程)。

5、多路泵系统：如图6所示，四个离心泵2两两分为一组，每组内的离心泵2相互串联；四个螺杆泵3两两分为一组，每组内的螺杆泵3相互串联；使用时，可以选用其中一组或一台(图中省略了泵旁通流程)螺杆泵3和离心泵2使用，也可以选择多组同时并用。即各泵或各路泵按需启用，适用性强，操作可靠性高，但本连接方式设备投资大。

具体的离心泵2、螺杆泵3并联方式由油的性质、泵的选择、管道系统工艺设计等确定。

在长输管道各泵站1内，采用离心泵2和螺杆泵3并联的方式给掺稀稠油增压，这种连接方式充分利用了离心泵2、螺杆泵3各自优点，弥补了各自的劣势。

如图2所示，为了提高泵站1的综合效率，离心泵2、螺杆泵3选择时应考虑：大部分流量由螺杆泵3承担，离心泵2主要辅助泵站的流动控制功能。如果管道系统输量小于螺杆泵3的额定输量，则不用启动螺杆泵3或螺杆泵采用调速电机驱动，因此要求管道系统的流量大于螺杆泵3的最小输量。其中，具体的管道系统流量按不超压的管道工艺计算，或说系统总能耗等于总供给决定，螺杆泵3接近满流量或按变频后流量运行，其他流量由离心泵2承担。

为了增大流量控制范围，经经济比较，离心泵2、螺杆泵3都可以配备变频调速电机。一般认为，长输管道离心泵2的变频调速不宜低于额定转速的50％，最好处于75％-100％范围。螺杆泵3的变频调速范围比离心泵2大一些。其中，除了调速电机以外，柴油机等驱动机也可以应用于本实施例中。

进一步的，本实施例中的第一个泵站中还包括喂油系统，喂油系统可包括多个并联的喂油泵，喂油系统与所述泵系统串联。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，包括若干依次连接的泵站，所述泵站包括泵系统，所述泵系统包括若干离心泵和若干螺杆泵，所述离心泵与螺杆泵之间并联连接。

2.根据权利要求1所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，当所述离心泵为多个时，所述离心泵之间串联或者并联连接；当所述螺杆泵为多个时，所述螺杆泵之间串联或者并联连接。

3.根据权利要求1所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，所述泵站数大于等于3个。

4.根据权利要求1所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，所述泵站还包括加热装置。

5.根据权利要求1所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，所述离心泵和螺杆泵分别由变频调速电机驱动。

6.根据权利要求3所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，第一个所述泵站中还包括喂油系统，所述喂油系统包括多个并联的喂油泵，所述喂油系统与泵系统串联。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的高粘油多泵站密闭管道输送系统，其特征在于，所述的螺杆泵可被齿轮泵等容积式泵替代。