CN105715562B - 用于泵，特别是多相泵的操作方法，以及泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于泵，特别是多相泵的操作方法，以及泵。具体地，提供了一种用于将流体从低压力侧传送到高压力侧的泵特别是多相泵的操作方法，其中，提供返回管线以使流体从高压力侧返回低压力侧，在该方法中，返回管线中的控制阀通过喘振控制单元控制，以避免不稳定的操作状态，该控制阀控制通过返回管线的通过量，其中，用于控制参数的极限曲线存储于喘振控制单元中，在泵的操作过程中，将控制参数的实际值与极限曲线比较，并且其中，只要控制参数的实际值达到极限曲线，则返回管线中的控制阀被控制，使得控制参数的实际值移动离开极限曲线，并且其中，泵的操作参数用作控制参数。还提出一种对应的泵，特别是多相泵。

Description

用于泵，特别是多相泵的操作方法，以及泵

技术领域

本发明涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的用于泵，特别是多相泵的操作方法，以及用于传送流体的泵，特别是多相泵。

背景技术

多相泵是可以利用其来传送流体的泵，所述流体包括多个相的混合物，例如液相和气相的混合物。这些泵已经处于已知情形有很长时间，并且以大量的实施例进行生产，通常是离心泵，例如单吸泵或双吸泵，以及单级泵或多级泵。这些泵的应用领域非常广泛，例如它们被用在石油和天然气产业中，以传送石油和天然气的混合物，特别是作为压力提升泵，也称作升压泵。

提高或扩展使用这些升压泵对油田的利用或开发是已知技术。特别是当油田中自然存在的压力随着石油生产的增加而降低时，施加到井眼上的压力由于泵的传送而通过升压泵来减小，使得石油可以继续从井眼流出。

这些压力提升泵经常必须产生高的压力，这是因为井眼非常深或者难以接近，使得在井眼和处理或储存装置之间需要非常长的管线或管路。特别地，对海底应用也是如此，例如当井眼的出口在海床上，而处理或储存设备设置在陆地上、设置在钻井平台上或设置在作为FPSO（浮式生产储存和卸货单元）的船上时。需要升压泵在大的大地高度上进行泵送，并能够产生相应高的压力。

多相泵的效率和性能能力在很大程度上取决于待被传送的多相流体的当前相组成或相分布。液相和气相的相对体积份额，例如在石油生产中，经受非常大的波动，这一方面是由自然源引起的，另一方面也是由连接管线引起的。这里存在几种效应，通过这几种效应可以在某些区域中收集液相，直到管线横截面被完全填充以液相，并且气相中的压力升高上升到这样的一点，在该点处压力变得如此大，以致液相被突然地排出。气相和液相之间的其它相互作用也可能导致管线中的压力脉动。因此，多相流体的相分布的波动还由管线系统的架构和动态特性引起。

由于过低的流动速率，这些效应可以使多相泵进入不稳定操作状态，其也称作喘振。这些不稳定的操作状态由波动极大的流动速率、压力冲击、大的性能和压力波动以及泵的强振动来表征。这些不稳定的操作状态代表了泵自身上以及相邻的安装物上极大的负载。如果多相泵在这种不稳定的操作状态下操作太长时间，可能导致过早的材料疲劳、更大的磨损、缺陷甚至整个泵的故障，从而产生对在泵下游提供的安装物的不利影响。多相泵的故障甚至可能导致整个生产过程被中断，从经济角度讲这自然是非常不利的。

为了补救或至少削弱由相分布的变化造成的问题，已知的是，在多相泵的上游提供缓冲罐，其容积和内部设计适于相应的应用。可以这样讲，此缓冲罐充当了过滤器或积分器，因此可以吸收或衰减流体的相分布的突然变化，使得它们不能或仅以非常减弱的形式进入多相泵的入口中。

然而，由于这些缓冲罐不能设计成任何期望尺寸，并且由于缓冲罐也不能减弱相分布的所有变化，所以多相泵通常配置有防潜流安全措施或喘振调节器。这通常也称作喘振控制或喘振保护，旨在防止多相泵进入这种不稳定的操作状态。提供返回管线是用于喘振控制或调节的已知措施，由多相泵通过返回管线传送的流体可以从泵的压力侧引导回到进口侧。一个或多个控制阀，例如两个控制阀，被提供于此返回管线中，可以被喘振调节器控制，并相应地允许通过返回管线的更小或更大的流量。例如，如果提供两个控制阀，则一个控制阀通常旨在补偿相分布的波动，而另一个控制阀则在极大波动的情况下非常快地打开返回管线的总流动横截面。喘振调节器的逻辑通常集成于泵的控制装置中，所述控制装置当前一般设计为数字控制系统。

如果有非常高比例的气体存在于待被泵送的多相流体中，则冷却系统还可以特别地提供于返回管线中以避免太大的热负载或热积累。

而且，流量计被提供于进口侧的返回管线的开口和多相泵的入口之间。

极限曲线通常存储于喘振调节器的对应的控制单元中。当到达极限曲线时，必须启动防范措施。极限曲线根据喘振极限是固定的，其指示了发生到不稳定操作状态的转变的参数集。此喘振极限是根据经验值和/或根据实验确定的数据来确定的。极限曲线然后固定于喘振极限的某一“安全边际”，以避免泵操作过程中的不稳定操作状态。如果泵在操作中达到极限曲线，则喘振调节器控制一个或多个控制阀，使得返回管线中的回流增加，且泵再次离开极限曲线。

当前已知的喘振调节器或防潜流安全措施要求知道被传送的多相流体的当前（实际）相分布的当前（实际）流速和泵的当前（实际）转速。然而，使用单个仪器或传感器直接测量流速和实际相分布是不可行的，原因是这些测量仪器是无法获得的。流量计因此必须设计为多相流量计。多相流量计根据对可直接获得的过程值的瞬时技术测量来确定流速，所述过程值诸如绝对压力、差分压力、密度和温度，然后以半经验模型对它们进行处理，以确定或估计多相流量计中流体的实际流速和实际相分布。

这些多相流量计是非常复杂、昂贵且具有复合件的设备，具有一些其它的缺点。多相流量计中用于测量不同过程参数的不同传感器关于相应确定的过程参数的更新率有非常大的不同。具有最小更新率的传感器则自然决定了多相流量计最大可能的更新率。此最大的更新率有时不足以确保可靠的喘振控制或可靠的防潜流安全措施。特别是对于海底安装物和关联的海洋环境，设备的一些相应部件甚至具有更小的更新率，这进一步降低了喘振调节器的动态性能能力。由于对于避免不稳定的操作状态来说与极限曲线存在更大的安全边际因此是必需的，所以多相泵的操作范围被进一步限制。

此外，这些复杂的多相流量计要求有大的空间来用于它们的安装，这通常是不可能的，例如在平台、FPSO上或在海床上的海底布置中。

而且，多相流体的流动具有动态效应，这改变了管线沿线的实际相分布。因此期望有健壮、可靠的喘振控制来直接在泵的入口上游测量流速，使得多相泵中存在的实际相分布也被确定。然而，例如出于空间原因，多相流量计直接安装在泵入口的上游通常是根本不可能的。

单相泵，即用于传送单相流体（诸如液体）的泵，也会出现类似问题。通常还需要或期望提供用于该泵的喘振调节器或防潜流安全措施。当前已知的喘振调节器通常使用来自流量计的信号，流量计以与上文参照多相流量计描述的方式相应类似的方式测量流体的通过量。这些流量计也会出现与上文描述的问题类似的问题，即特别是它们通常不能定位在期望点或者需要巨大努力，它们的更新率通常太小，或信号传输中的延迟太大，从而使得喘振调节器必须设计成具有非常大的安全边际。因此，可以安全地操作泵的操作范围受到限制

从现有技术出发，因此，本发明的目的是提出一种用于泵的操作方法，特别是用于多相泵的操作方法，以及对应的泵，特别是多相泵，其中，以简单的方式，特别是不依赖于复杂的多相流量计或流量计的方式，实现可靠的喘振控制或可靠的防潜流安全措施。

发明内容

满足此目的的本发明的主题的特征在于相应类别的独立权利要求的特征。

根据本发明，提供了一种用于泵的操作方法，特别是用于多相泵的操作方法，所述泵用于将流体从低压力侧传送到高压力侧，其中，提供返回管线以使流体从高压力侧返回到低压力侧，在这种方法中，返回管线中的控制阀通过喘振控制单元来控制，以避免不稳定的操作状态，所述控制阀对通过返回管线的流量进行控制，其中，控制参数的极限曲线存储在喘振控制单元中，在泵的操作过程中，将控制参数的实际值与极限曲线比较，并且其中，一旦控制参数的实际值达到极限曲线，则返回管线中的控制阀被控制，使得控制参数的实际值离开极限曲线，并且其中，泵的操作参数被用作控制参数。

术语“操作参数”意指确定泵的操作的那些参数，这些参数（即，例如泵的转速，其功耗，泵被驱动的扭矩，等等）可以通过泵的监视或控制装置来设置。在此应用的意义上，这些操作参数尤其不是那些由流体本身预先限定的参数，例如流体的相分布（在多相流体的情况下）或其粘度，原因是这些值不能在泵本身上输入或设置。

由于喘振控制单元使用了避免泵的不稳定操作状态的操作参数，因此不再必须估计或确定那些通过测量只能在具有巨大困难的情况下被检测到的值，如果有的话，诸如待传送的流体中的实际相分布。特别是，可以省掉这种复杂的、非常昂贵的设备部件，诸如多相流量计或流量计，而仍然确保泵特别是多相泵的可靠、稳定的喘振调节或防潜流安全措施。

根据本发明的优选实施例，极限曲线指示了操作参数和由泵特别是由多相泵产生的压力差之间的明显相关性，原因是此压力差可以非常简单地确定或者可以通过测量来检测。

泵的入口处的压力和出口处的压力之间的压力差优选通过测量来检测，以将操作参数的实际值与极限曲线进行比较。因此可以以简单方式确保主要的实际值被准确地检测为刚刚由泵产生的压力差。

已经证明，如果由喘振控制单元使用的操作参数与驱动泵的扭矩处于唯一关系在实践中是有利的。

驱动泵的扭矩特别优选地被用作操作参数。关于瞬时扭矩对由泵产生的压力差的依赖的认识，允许极限曲线的固定，这可以可靠地防止泵进入不稳定的操作状态，这是令人惊喜的。

对于极限曲线，优选措施是指示扭矩对泵仍可靠地操作于稳定操作状态下的压力差的依赖。这意味着极限曲线优选是固定的，使得它不会恰好延伸到泵到不稳定操作状态中的转变发生的地方，而是提供了安全储备。

为此目的，如果极限曲线固定成与下喘振极限线具有间隔是有利的，其中，下喘振极限线指示了泵移动进入不稳定操作状态的操作参数的相应值。

此下喘振极限线优选是借助于实验测试数据来确定的，为了所述确定，泵被引导进入不稳定的操作状态。这可以在使泵操作之前发生在例如在测试台中，其中，泵于是被故意地带入不稳定的操作状态（喘振），以便由此确定此转变发生在操作参数的哪些值。

如果经验值用来确定下喘振极限线，这自然也是有利的。通过减少确定相应泵的下喘振极限线的实验工作，可以由此节约时间。

从设备的角度讲，优选喘振控制单元被集成到用于控制泵的控制装置中。

为了最小化成本和复杂度，并因而使操作方法特别简单，如果操作参数的实际值通过泵的变频驱动器来提供，那么这是一种有利的措施。

在泵用作石油生产和天然气生产中，特别是海底石油生产和天然气生产中的压力提升泵（升压泵）时，所述操作方法是一种优选的使用。

本发明还提出了一种用于将流体从低压力侧传送到高压力侧的泵，特别是多相泵，其具有用于流体的入口和出口，并具有喘振控制单元以避免不稳定的操作状态，喘振控制单元提供了用于使流体从高压力侧返回低压力侧的返回管线中的控制阀的控制信号，其中，用于控制参数的极限曲线存在于喘振控制单元中，其中，喘振控制单元将泵操作过程中的控制参数的实际值与极限曲线比较，并且其中，一旦控制参数的实际值达到极限曲线，那么喘振控制单元就提供控制信号，所述控制信号能够控制返回管线中的控制阀，使得控制参数的实际值移动离开极限曲线，其中，控制参数是泵的操作参数。

在这方面，泵的优点和优选实施例与上文关于根据本发明的操作方法解释的那些对应。

对于泵，如果操作参数是用于驱动泵的扭矩，并且极限曲线指示了扭矩对入口的压力和出口的压力之间的压力差的依赖，那么也是特别优选的。

泵优选设计成离心泵，以及用于石油生产和天然气生产，特别是用于海底石油生产和天然气生产的压力提升泵。

用于避免不稳定操作状态的极其可靠的喘振控制通过根据本发明的操作方法或通过根据本发明的泵是可能的。由于控制所需的操作参数非常简单，并且可以有非常高的更新率，所以过程条件中非常快的变化也可以被识别并做出响应。

通过在海底应用中使用泵的操作参数，特别确保了没有信号延迟，所述信号延迟例如由安装在水下的部件或者由水下部件与水上设置的部件的连接引起。优点还在于与不稳定操作状态相距一定距离的安全边际可以被降低或者可以被最小化，以便泵可以在大得多的操作范围下操作。

根据本发明的操作方法和根据本发明的泵的另外的优点是它们不会对已有的泵带来任何问题就可以进行改装，即现有的泵可以以简单方式改进为根据本发明的泵。为此目的，通常不需要较大的设备改装。

本发明的另外的有利措施和实施例从从属权利要求中得到。

附图说明

在下文参照实施例和附图在设备方面和过程工程方面更加详细地解释本发明。附图示出：

图1：图示了本发明的实施例的示意图；

图2：由多相泵的实施例产生的压力差和流动速率的关系的图示；以及

图3：在扭矩相对于压力差的应用中极限曲线和下喘振极限线的图示。

具体实施方式

图1以示意图例示了本发明在设备方面和技术方法方面的实施例。在下文中，将参照图1解释来根据本发明的操作方法的实施例和根据本发明的泵的实施例，泵整体上由附图标记1表示。泵在这里被配置为多相泵。在这方面，用示例性字符指示实践中的应用重点，多相泵1配置为离心泵，并配置为压力提升泵，通常也称作升压泵。在这种应用中，多相泵用于石油生产和天然气生产，特别用于海底石油生产和天然气生产，其中，井眼100的出口位于海床上，石油和天然气从那里传送到设置于海洋上的储存和处理设备200。

井眼100一直延伸到油田中，其在图1中没有显示。在这方面，储存和处理设备200可以安装在陆地上，或者还可以安装在近海区域，例如锚定在海床上的平台。储存和处理设备200自然还可以设置成漂浮在海上，例如以FPSO的形式。

在此实施例中，待由多相泵1传送的流体因此是包括至少一种气相和一种液相的多相流体。在这方面，多相泵1的工作是用作升压泵，以将井眼100的出口处的压力降低到例如范围在10巴到40巴的范围内的值，使得流体可以离开井眼100，或者使得从井眼100传送的流体的流速提高。这种措施（其本质上是已知的）在油田的抽空程度提高时是特别有利的，原因是油田中普通存在的自然压力降低。多相泵1例如可以产生高达150巴的压力差，产生的压力差自然很大地取决于流体的实际密度，并因此取决于其实际的相分布。取决于应用，多相泵1可以设置在井眼100附近的海床上，或者与其有一些距离，或者设置在近海区域，即例如（钻探）平台或FPSO上或陆地上。

本发明自然不局限于此具体应用，而是还适用于可以使用或部署多相泵的所有其它应用。本发明特别适用于作为离心泵的多相泵。本发明也不局限于多相泵，而是通常也适用于泵，也适用于单相泵，其中，待被传送的流体只包括一相，例如是液体。流体可以通过其流动的管线由图1中的实线显示，而信号连接显示为虚线。

多相泵1包括入口10和出口20，流体通过入口10进入多相泵1中，通过出口20，传送的流体离开多相泵1。在下文中，设置于多相泵1上游的区域被称作低压力侧，设置于下游的区域被称作高压力侧。

第一压力传感器11可以测量流体流入到多相泵1中时的压力，第一压力传感器11被提供于多相泵1的入口10处。第二压力传感器12可以测量流体离开多相泵1时的压力，第二压力传感器12被提供于多相泵的出口20处。由多相泵1产生的压力差的相应实际值因此可以通过两个压力传感器11、12的差信号确定。本质上已知的所有压力传感器都适于用作压力传感器11、12。压力传感器11、12优选被分别直接设置于多相泵1的入口10处或者出口20处。

多相泵1由变频驱动器2（VFD，或者也为变速驱动器VSD）驱动，其将多相泵1的轴设置成与设置于其上的一个或若干叶轮（未显示）一起旋转。变频驱动器2与用于多相泵的控制的控制装置3信号通信，如图1中的双箭头A指示，并且可以双向地与控制装置3交换数据。控制装置3优选配置为数字控制装置3。

两个压力传感器11、12分别与控制装置3信号通信，如图1中的两个箭头B和C指示的。

此外，还提供喘振控制单元4以防止多相泵1的不稳定的操作状态，喘振控制单元4优选集成于控制装置3中。术语“防潜流安全措施（security against underflow）”或“喘振控制（surge control）”典型地还用于喘振控制单元4。

多相泵1的入口10在低压力侧通过供应管线5连接到井眼100，流体通过供应管线5能够从井眼100流到入口10。多相泵1的出口20在高压力侧通过出口管线6连接到储存和处理设备200，流体通过出口管线6可以从多相泵1流到储存和处理设备200。取决于多相泵1在相应情况下设置于哪里，供应管线5和出口管线6可以分别具有小于一米直至几千米的长度。

缓冲罐7优选被提供于供应管线5中，其以本质上已知的方式用来补偿流体的相分布中的变化。这些变化可能由离开井眼的流体的气-液比的自然引起的波动引起，或者还可能由供应管线5的架构和管线动态变化引起。缓冲罐7充当过滤器或积分器，因此可以吸收或衰减流体的相位分布中的突然变化。

此外，还提供了用于流体的返回管线8，其将高压力侧连接到低压力侧。返回管线8从多相泵1的出口20下游的出口管线6分支出来，并且在缓冲罐7的上游通向供应管线5，使得流体可以通过返回管线8从高压力侧被引导回到低压力侧。至少一个控制阀9被提供于返回管线8中，并且与喘振控制单元4信号通信，如图1的箭头D指示的那样。控制阀9设计为调节阀，通过此调节阀，返回管线8的流动横截面可以从完全闭合状态（没有流体返回）变化直至完全打开状态（最大的流动横截面）。返回管线8用于喘振控制，因此用于避免多相泵1的不稳定的操作状态，这也称作喘振。

如果通过多相泵1的流量足够大，则控制阀9完全关闭，使得没有流体可以通过返回管线8流回低压力侧。如下文还要描述的，如果控制参数由于例如太少的流体到达入口10（潜流区）而超过极限曲线被喘振控制单元4检测到，则喘振控制单元4控制控制阀9，使得它部分或完全地打开返回管线8，这样使得被传送流体的一部分可以从高压力侧流回低压力侧。在这方面，控制阀9被打开得很宽，直到控制参数的实际值再次位于极限曲线下。

控制阀9优选配置成使得它可以连续地从完全关闭状态直至完全打开状态地来改变返回管线8的打开流动横截面。自然也可以在返回管线8中提供超过一个的控制阀，例如两个控制阀，它们被并行地设置在返回管线8中。替代性地，两个阀还可以相继（即串联）地设置于返回管线8中，两个阀中的一个优选是快速的打开/关闭阀，另一个阀是被配置为调节阀的控制阀。

此外，冷却装置13，例如热交换器，还可以提供于返回管线8中，以从循环流体中提取热。当流体具有高气体份额时，此措施是特别有利的。热积累于是可以通过冷却装置13来防止。

如已经提到的，喘振控制单元4使用控制参数的实际值来避免多相泵1或者泵1的不稳定操作状态。此控制参数根据本发明是操作参数。如已经解释的，术语“操作参数”意指可以确定泵1的操作并且可以由泵1的控制装置4设置的那些参数，比如多相泵1的转速，其功耗，驱动多相泵1的扭矩等。操作参数因此是调节泵1或多相泵1的操作的那些值，它们可以被直接地或者间接地通过不同的操作参数在泵1处或者在多相泵1处设置。

操作参数用作控制参数尤其具有这样的优点，即，不能被确定或者只能在费很大努力的情况下被确定或者仅非常不准确地被确定的那些过程值（诸如流体的实际相分布）对喘振控制而言不再必须是已知的。在泵作为单相泵的实施例的情况下，例如不再需要知道实际流量，从而使得可以省去流量计。

在本文描述的实施例中，操作参数和由多相泵1产生的压力差之间的关系被用于喘振控制。压力差可以在多相泵1的操作过程中借助两个压力传感器11、12通过测量非常容易、非常准确地确定。

为更好理解，图2示出了多相泵1的典型操作图，图中示出了由多相泵1产生的压力差与由多相泵1传送的流体的流速之间的关系。流速Q施加于水平轴，压力差DP施加在竖直轴。使用多相流体，此关系自然非常大程度地取决于被传送流体的相分布。具有液相和气相的流体的相分布通常由GVF值（GVF：气体体积分数）表征，其指示了气相的体积流量与流体的体积流量的比率。GVF值因此位于0和1之间或者位于0和100%之间，其中，0值表示只有液相存在，1值或100%表示只有气相存在。

图2示出了对于5个不同的GVF值，压力差DP与流速Q的依赖关系。相应的GVF值在由101指示的iso-GVF曲线上是恒定的，显示为实线。在这方面，最低的iso-GVF曲线101或距离图示的左边最远的曲线对应于最大的GVF值。iso-GVF曲线101在图中越高或越偏右边，则关联的GVF值越小。此外，iso-功率曲线102还显示为图2中的点划线，在其上，多相泵1的相应功耗是恒定的。

此外，下喘振极限曲线50也显示于图2中（以实线），其通常也称作喘振线。如果超过此下喘振极限曲线50，使得多相泵1移动到下喘振极限曲线50上方的由40标记的区域中，则多相泵1处于不稳定的操作状态。参照图2可以容易地认识到流体的实际相分布的变化如何可以非常突然地导致超过下喘振极限曲线50，并因此处于不稳定操作状态。实际相分布的变化例如对应于从一条iso-GVF曲线101到另一条iso-GVF曲线的跳跃。

为了可靠地避免在多相泵1的操作期间在区域40中的这种不稳定操作状态，极限曲线60关于用作控制参数的操作参数被固定，并与下喘振极限曲线50间隔开，在根据图2的图示中，处在下喘振极限曲线50下面。极限曲线60在图2中显示为虚线。

如果在多相泵1的操作过程中，用作控制参数的操作参数现在达到极限曲线60，则喘振控制单元4控制控制阀9，使得通过返回管线8的流量提高，并且确实提高得很多，使得用作控制参数的操作参数的实际值移动离开极限曲线60，并离开不稳定操作状态的区域40。

为此目的，自然需要极限曲线或下喘振限制线对于特别用在喘振控制单元中的操作参数是已知的，并且其进展根据可以在多相泵1的操作过程中被简单可靠地测量或确定的值是已知的。

在这方面，已经证明了当操作参数对压力差的依赖由实际上通过多相泵1产生的压力差确定时，是特别有利的。极限曲线或下喘振极限线然后指示了操作参数和压力差之间的唯一关系。

原则上，所有操作参数都适于喘振控制。然而，已经证明的是，操作参数与驱动多相泵1的扭矩具有唯一的关系是有利的。驱动多相泵1的扭矩特别优选被用作操作参数。

扭矩是操作中经常可用的操作参数，因此允许有非常高的更新率。多相泵1采用的扭矩的实际值可以通过变频驱动器2在任何时候提供。

压力差DP可以以非常简单可靠的方式通过两个压力传感器11、12测量，压力传感器11、12将它们测量的压力值通过信号连接B和C相应地传输到喘振控制单元4，喘振控制单元4通过它来确定压力差DP的实际值。

为了确定由多相泵1采用的扭矩所用的极限曲线60^’（图3）或下喘振极限线50^’，优选使用在将多相泵1投入操作之前，例如在测试台上确定的实验数据。

图3示出了在扭矩相对压力差的应用中，极限曲线60^’和下喘振极限线50^’的图示。压力差DP示于水平轴上，由多相泵使用的扭矩T示于竖直轴上。由105标记的菱形表示实验确定的测试数据，其中，多相泵以不稳定操作状态运行。为了确定这些测试数据105，故意使多相泵1在测试台上进入不稳定操作状态，例如通过改变通过量和/或通过改变流体的相分布。后者自然在测试台上是可行的。在这方面，相应确定在扭矩T的哪些值和压力差DP的哪些值，多相泵1进入不稳定操作状态。这些不稳定操作状态可以非常简单地被检测，例如通过强振动的出现，通过突然降低多相泵1的出口20处的传送压力，或者通过其它变化。测试数据105可以以此方式确定。

随后，下喘振极限线50^’于是被固定，使得根据图3的图示，所有测试数据105正好位于下喘振极限线50^’下面。然后，以上方的安全边际确定在图3中显示为虚线的极限曲线60^’，并优选与下喘振极限线50^’平行地延伸。选择适于应用的极限曲线60^’和下喘振极限线50^’之间的边际对本领域技术人员不是什么问题。现在确定的是，根据图示（图3），只要多相泵1在极限曲线60^’上方操作，多相泵1就不会进入不稳定操作状态。

替代性地或者另外，还可以使用已经通过其它泵确定的或者例如以不同方式已知的经验值来确定极限曲线60^’。计算的操作数据或通过仿真获得的数据还可以替代性地或者另外用来确定下喘振极限线50^’或极限曲线60^’。

极限曲线60^’现在存储于喘振控制单元4中用于常规操作。这例如可以通过将极限曲线60^’存储为喘振控制单元4中的查询表或参数化的分析函数来实现。如果操作参数（这里是扭矩T和压力差DP）之间的确定关系是特别简单的，例如线性的，则对应的函数，例如线性方程式可以存储于喘振控制单元4中。在多相泵1的操作过程中，喘振控制单元4通过压力传感器11、12的信号确定由多相泵1刚刚产生的压力差DP的相应的实际值。喘振控制单元4现在可以使用由变频驱动器2提供的扭矩T的实际值，通过与极限曲线60^’比较，确定扭矩T的实际值是否仍距离极限曲线60^’很远。只要对于实际压力差DP，扭矩T的实际值达到极限曲线60^’，则喘振控制单元4控制返回管线8中的控制阀9，使得返回管线8因此打开或打开得更大。返回管线8进一步打开，直到扭矩T再次移动离开极限曲线60^’，并且离开下喘振极限线50^’。

因此，确保了多相泵1在常规操作过程中不进入不稳定操作状态。在这方面，可以以非常高的更新率确定压力差DP和操作参数（这里是扭矩T）的实际值是特别有利的。

已经发现，极限曲线关于多相泵1采用的扭矩T和由多相泵1产生的压力差DP的相关性的固定产生了相应的液压配置的唯一关系，否则，液压配置独立于多相泵1的当前操作条件，诸如多相流体中的实际相分布。

尽管已经参照多相泵1的实施例描述了本发明，但要理解本发明不局限于多相泵，而是在相同意义上还涵盖单相泵和一般的泵。在这方面，泵可以分别被配置为单级泵或多级泵。泵优选被配置为离心泵或螺旋轴流式泵。

Claims (18)

1.一种用于将流体从低压力侧传送到高压力侧的泵的操作方法，其中，提供返回管线（8）以使所述流体从所述高压力侧返回所述低压力侧，在这种操作方法中，所述返回管线（8）中的控制阀（9）通过喘振控制单元（4）来控制，以避免不稳定的操作状态，所述控制阀对通过所述返回管线（8）的通过量进行控制，其中，用于控制参数的极限曲线(60, 60')被存储于所述喘振控制单元（4）中，在所述泵的操作过程中，将所述控制参数的实际值与所述极限曲线(60, 60')比较，并且其中，一旦所述控制参数的实际值达到所述极限曲线(60,60')，则所述返回管线（8）中的控制阀（9）被控制，使得所述控制参数的实际值移动离开所述极限曲线(60, 60')，其特征在于，所述泵（1）的操作参数被用作所述控制参数，其中所述操作参数或者是泵的扭矩、泵的转速，或者是泵的功耗。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述泵是多相泵。

3.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述极限曲线(60, 60')指示了所述操作参数和由所述泵产生的压力差（DP）之间的唯一关系。

4.根据权利要求3所述的操作方法，其中，所述泵是多相泵。

5.根据前述权利要求中任一项所述的操作方法，其中，所述泵（1）的入口（10）的压力和出口（20）的压力之间的压力差通过测量来检测，以将所述操作参数的实际值与所述极限曲线(60, 60')比较。

6.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述极限曲线(60, 60')指示了所述扭矩（T）对所述泵仍可靠地操作于稳定操作状态时的压力差（DT）的依赖。

7.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述极限曲线(60, 60')被固定于距离下喘振极限线(50, 50')一定间隔处，其中，所述下喘振极限线(50, 50')指示了所述泵（1）变成不稳定操作状态时所述操作参数的相应值。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其中，所述下喘振极限线(50, 50')是借助于实验测试数据（105）来确定的，为了所述确定，所述泵（1）被引导进入不稳定操作状态中。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的操作方法，其中，经验值被用来确定所述下喘振极限线(50, 50')。

10.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述泵（1）通过控制装置（3）控制，并且所述喘振控制单元（4）被集成到所述控制装置（3）中。

11.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述操作参数的实际值由用于所述泵（1）的变频驱动器（2）来提供。

12.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述泵（1）被用作石油生产和天然气生产中的升压泵。

13.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述泵（1）被用作海底石油生产和天然气生产中的升压泵。

14.一种用于将流体从低压力侧传送到高压力侧的泵，其具有用于流体的入口（10）和出口（20），并且具有喘振控制单元（4）以避免不稳定的操作状态，所述喘振控制单元（4）提供了用于使所述流体从所述高压力侧返回所述低压力侧的返回管线（8）中的控制阀（9）所用的控制信号，其中，用于控制参数的极限曲线(60, 60')存在于所述喘振控制单元（4）中，其中，所述喘振控制单元（4）将所述泵的操作过程中的控制参数的实际值与所述极限曲线(60, 60')比较，并且其中，一旦所述控制参数的实际值达到所述极限曲线(60, 60')，那么所述喘振控制单元（4）就提供所述控制信号，所述控制信号能够控制所述返回管线（8）中的控制阀（9），使得所述控制参数的实际值移动离开所述极限曲线(60, 60')，其特征在于，所述控制参数是所述泵的操作参数，其中所述操作参数或者是泵的扭矩、泵的转速，或者是泵的功耗。

15.根据权利要求14所述的泵，其中，所述泵是多相泵。

16.根据权利要求14所述的泵，其中，所述操作参数是用于驱动所述泵（1）的扭矩（T），所述极限曲线(60')指示了所述扭矩（T）对所述入口（10）的压力和所述出口（20）的压力之间的压力差（DP）的依赖。

17.根据权利要求14至16之一所述的泵，其被配置为离心泵，以及配置为用于石油生产和天然气生产中的压力提升泵。

18.根据权利要求14至16之一所述的泵，其被配置为离心泵，以及配置为用于海底石油生产和天然气生产的压力提升泵。