CN105221414A - 一种基于单螺杆泵的多相混输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单螺杆泵的多相混输装置，包括两级以上导程的转子和定子组成的单螺杆混输泵，单螺杆混输泵的出口端接有回流管路，回流管路的进口端设有安全阀，回流管路末端与单螺杆混输泵泵腔相通，单螺杆混输泵的转子通过电机驱动其转动，单螺杆混输泵的末端为排出体，排出体的出口端依次手动阀、止回阀，单螺杆混输泵的一侧设有给单螺杆混输泵定子降温的润滑泵，润滑泵的出口与单螺杆混输泵的泵腔相接通，润滑泵入口接原油或水纯液态介质。本发明能够适应不同油田的多相介质油、水、气、砂等，将这种复杂的原油介质不用做任何的处理，直接通过该设备输送到炼油厂或汇集站，使井口原油及多相介质实现远距离输送。

Description

一种基于单螺杆泵的多相混输装置

技术领域

本发明属于油气输送装置，涉及单螺杆泵，具体涉及一种基于单螺杆泵的多相混输装置。

背景技术

在我国油田的采油工艺中，需要将各油井采出的原油汇集到一块，然后输送的炼油厂或储存站，通常的做法是将油和气进行分离，然后采用分别的管线进行输送，所以，管线建设和油气分离设备投资大，周期长。近几年，有些油田也开始尝试直接用油气混输泵，普遍采用双螺杆泵系统，但是，这种双螺杆泵在混输过程中存在很大的缺点，如：当原油中含有一定比率的砂时，双螺杆泵就被限制使用，因为，刚性的摩擦会使双螺杆泵迅速失效；当原油中含气量特别高时，间隙配合的定转子会使双螺杆泵的效率大大降低，失去多相混输的特性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，为了满足油田井口原油多相介质的直接输送，尤其是对于高含气量的原油介质和含砂较多的介质直接输送，本发明提供了一种基于单螺杆泵的多相混输装置。

本发明采取的技术方案是：一种基于单螺杆泵的多相混输装置，一种基于单螺杆泵的多相混输装置，包括两级以上导程的转子和定子组成的单螺杆混输泵，单螺杆混输泵的出口端接有回流管路，回流管路的进口端设有安全阀，回流管路的末端与单螺杆混输泵始端的泵腔相通，单螺杆混输泵泵腔内的转子通过电机驱动其转动，单螺杆混输泵的末端为排出体，排出体的出口端依次手动阀、止回阀，手动阀的出口与止回阀的进口相接；单螺杆混输泵的一侧设有给单螺杆混输泵定子降温的润滑泵，润滑泵的出口与单螺杆混输泵的泵腔相接通，润滑泵入口接原油或水纯液态介质。

进一步的，润滑泵的出口设有止回阀和温度仪表。

进一步的，单螺杆混输泵、润滑泵、减速机、电机均被安装在凹槽式的撬装底座上，底座的一端设有收集口，底座凹槽内设有将液体集流到底座收集口的集油板。

进一步的，单螺杆混输泵设有排污口，每一排污口处都通过管段与收集汇管接通，收集汇管的末端为排污收集口。

进一步的，单螺杆混输泵的入口和出口均设有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器均与控制柜内设有变频器和PLC控制器的控制电路电连。

进一步的，单螺杆混输泵还设有用于给单螺杆混输泵入口端的机械密封进行冷却的冲洗管路，冲洗管路与冲洗罐相接通。

进一步的，单螺杆混输泵入口端的机械密封为双端机械密封。

本发明的有益效果是：

1.本发明能够适应不同油田的多相介质（油、水、气、砂等），将这种复杂的原油介质不用做任何的处理，直接通过该设备输送到炼油厂或汇集站，使井口原油及多相介质实现远距离输送，能够广泛应用于许多油田。

.本发明提高了生产效率，降低了生产成本：油田井口多相混输泵的应用，取消了油气分离设备，降低了井口的压力，提高了井下泵的采油效率和采油量，减小了输送管道的建设数量，用单一管线即可输送多相介质，降低了油田开采的成本。而且在单螺杆泵的高压下，实现远距离输送，节省了转存站的建设。

3.本发明满足多相介质的适应性：当井口原油中含气量过高或者含砂量较多时，当前的混输设备就不能满足现场的条件，用单螺杆泵多相混输装置，就解决了这种问题，不管介质中的多相成分有多复杂，该装置都能完成输送，尤其是对高含气量原油介质和含砂的介质具有优越性，其它设备无法替代。

4.本发明主要以单螺杆泵为核心，根据单螺杆泵适合于输送高粘度和高固含量介质的特性，通过特殊的配置和旁通润滑系统，在各种传感器和PLC的控制下，实现入口恒压和出口超压保护的自动原油输送系统。并且出口压力可以达到50bar,实现了多相原油的远距离输送,尤其适合输送高含气和高含砂量的原油介质。

4.本发明便于维护：单螺杆泵结构简单，更换配件方便，只要拆下定子拉杆，就可以更换定子和转子，使维护变得简单而快捷。

附图说明

图1.本发明多相混输设备的结构示意图。

附图标记：1.电机；2.控制柜；3.冲洗罐；4.单螺杆混输泵；5.入口温度传感器；6.入口压力传感器；7.回流管路；8.安全阀；9.出口压力传感器；10.出口温度传感器；11.手动阀；12.止回阀；13.收集口；14.排污收集口；15.收集汇管；16.单螺杆混输泵定子；17.润滑泵驱动电机；18.润滑泵入口；19润滑泵；20润滑泵止回阀；21.温度仪表；22.混输泵入口；23.底座；24.减速机。

具体实施方式

一种基于单螺杆泵的多相混输装置，包括两级以上的多级导程的转子和定子组成的单螺杆混输泵4，在单螺杆混输泵4的出口端安装有回流管路7，回流管路7的进口端与单螺杆混输泵4的出口端相通，且回流管路7的进口端安装有安全阀8，回流管路7的末端与单螺杆混输泵始端4的泵腔相通，单螺杆混输泵4泵腔内的转子通过电机1和减速机24带动其转动，单螺杆混输泵4的末端为排出体，排出体的出口端依次手动阀11、止回阀12，手动阀11的出口与止回阀12的进口相接。单螺杆混输泵4的一侧设有给单螺杆混输泵定子16降温的润滑泵19，润滑泵19的出口与单螺杆混输泵4的泵腔相接通，润滑泵入口18接原油或水纯液态介质。润滑泵19的出口设有润滑泵止回阀20和温度仪表21。单螺杆混输泵4、润滑泵19、减速机24、电机1均被安装在凹槽式的撬装底座23上，底座23的一端设有收集口13，底座23凹槽内设有将液体集流到底座收集口的集油板。单螺杆混输泵4设有多个排污口，所有排污口处都通过管段与收集汇管15连通，收集汇管的末端为排污收集14，排污收集14靠近底座23上的收集口13。单螺杆混输泵4的入口和出口均设有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器均与控制柜2内设有变频器和PLC控制器的控制电路电连，在变频器和PLC控制的控制下实现入口恒压控制和出口超压控制。单螺杆混输泵4还设有用于给单螺杆混输泵入口端的机械密封、进行冷却的冲洗管路，冲洗管路与冲洗罐3相接通。

如图1所示，单螺杆混输泵4具有多级导程的转子和定子，可以达到较高的压力，以实现原油的远距离输送。为了防止泵的排出端压力过高而产生危险，在单螺杆混输泵4的出口端安装有安全阀8及回流管路7，当出口压力超过设定值时，安全阀8会自动打开，介质会通过回流管路7返回到单螺杆混输泵4的吸入腔（泵腔）中，这样就防止了出口的压力过高，而且介质被封闭地返回到泵的入口，没有浪费，也没有污染周围的环境。

由于单螺杆混输泵4的运行转速较低，通常采用减速机24将电机1的转速降下来，通过联轴器将电机1和减速机24连接，减速机的动力输出轴和单螺杆混输泵泵腔中的转子也是通过联轴器连接。

为了防止单螺杆混输泵4在停止运行时，单螺杆混输泵4出口端的高压介质返回到泵腔内，在出口端设置有止回阀12，可以阻止介质返回，另外，出口端还安装手动阀11，必要时可以手动关闭出口管路，确保安全。手动阀11的进口和单螺杆混输泵4末端的排出体通过标准法兰连接。

为了防止单螺杆混输泵4的定子温度过高（在高含气量时），安装了润滑泵19来给单螺杆混输泵4降温和润滑，保证了在极端情况（含气量大于80%）下，单螺杆混输泵4的正常运行。润滑泵19被安装在混输泵4的旁边，润滑泵19通过润滑泵驱动电机17驱动，润滑泵19的出口安装有润滑泵止回阀20和温度仪表21，防止介质回流，最终润滑泵19的出口接入到单螺杆混输泵4的吸入腔内，保证单螺杆混输泵4内有足够的液态介质。润滑泵19的入口可以接入原油或水等纯液态的介质，取材方便。

当介质中的含气量较高时，对单螺杆混输泵4的机械密封也是一种考验，因为机械密封会处在半干磨的状态，为此单螺杆混输泵4的机械密封采用双端机械密封，且用专门的冲洗罐3连接冲洗管路来给单螺杆混输泵4的双端机械密封进行冷却，保证了机械密封的可靠性。

上述的单螺杆混输泵4、润滑泵19、减速机24、电机1等，全部被安装在凹槽式的撬装底座23上，便于运输和操作，底座23凹槽内安装有集油板，如果在某些地方有泄露液体流出，会在集油板的作用下将泄露的液体流到底座一端的收集口13处，便于回收。另外在单螺杆混输泵4上设有多个排污口的地方，所有排污口都通过管段与统一的收集汇管15连接达到统一回收污液，保证了底座23的干净整洁。

为了实现单螺杆混输泵4的自动运行，在单螺杆混输泵4的入口安装有入口温度传感器5、入口压力传感器6，单螺杆混输泵4出口安装有出口压力传感器9、出口温度传感器10，上述的所有温度传感器和压力传感器在变频器和PLC控制器的控制下可以实现入口恒压控制和出口超压控制功能。高度实现了自动运行能力，真正实现了无人值守的混输设备。

Claims (7)

1.一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：包括两级以上导程的转子和定子组成的单螺杆混输泵（4），单螺杆混输泵（4）的出口端接有回流管路（7），回流管路（7）的进口端设有安全阀（8），回流管路（7）的末端与单螺杆混输泵（4）始端的泵腔相通，单螺杆混输泵（4）泵腔内的转子通过电机（1）驱动其转动，单螺杆混输泵（4）的末端为排出体，排出体的出口端依次手动阀（11）、止回阀（12），手动阀（11）的出口与止回阀（12）的进口相接；单螺杆混输泵（4）的一侧设有给单螺杆混输泵定子（16）降温的润滑泵（19），润滑泵（19）的出口与单螺杆混输泵（4）的泵腔相接通，润滑泵入口（18）接原油或水纯液态介质。

2.如权利要求1所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：润滑泵（19）的出口设有润滑泵止回阀（20）和温度仪表（21）。

3.如权利要求1所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：单螺杆泵（4）、润滑泵（19）、减速机（24）、电机（1）均被安装在凹槽式的撬装底座（23）上，底座（23）的一端设有收集口（13），底座凹槽内设有将液体集流到底座收集口的集油板。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：单螺杆混输泵（4）设有排污口，每一排污口处都通过管段与收集汇管（15）接通，收集汇管（15）的末端为排污收集口（14）。

5.如权利要求4所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：单螺杆混输泵（4）的入口和出口均设有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器均与控制柜（2）内设有变频器和PLC控制器的控制电路电连。

6.如权利要求5所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：单螺杆混输泵（4）还设有用于给单螺杆混输泵入口端的机械密封进行冷却的冲洗管路，冲洗管路与冲洗罐（3）相接通。

7.如权利要求6所述的一种基于单螺杆泵的多相混输装置，其特征在于：单螺杆混输泵（4）入口端的机械密封为双端机械密封。