CN107762824B - 一种用于油气混输泵的测试调压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于油气混输泵的测试调压系统。包括气液输入单元、调压单元和循环单元；改进在于调压单元包括补液泵、压力罐、第一压力变送器、第一调节阀、第二调节阀、第二压力变送器、第三调节阀和第四调节阀；用于测试时，被测油气混输泵串联在气液输入单元和调压单元之间；压力罐输出的液相介质通过并联的第一调节阀和第二调节阀的流量调节，与气液输入单元的气液两相介质混合后，输送至并联的第三调节阀和第四调节阀的进口，通过调整第三调节阀和第四调节阀的阀门开度，从而实现被测油气混输泵的精确调压。本发明有效解决含气率高于20%的气液混合介质压力时，无法稳定调压、测试管路振动以及气堵等问题。
Description
技术领域
本发明属于泵类产品的测试调压系统，尤其涉及一种油气混输泵的测试调压系统。
背景技术
目前，众多泵厂家正深入研究油气混输泵相关技术。油气混输泵的综合性能在结构上已能够实现不同含气率的混输需求，该类产品一旦成功应用在各类油田上，能够大大提高油田中伴生气的利用率。
现阶段，为实现油气混输泵的应用研究仍需面对较多难题。其中，油气混输泵测试系统经近几年发展已具备以下功能：①、能够对油气混输泵进口的介质状态进行混合以及精确调节；②、能够对含气率低于20%的气液混合介质通过调节阀进行稳定调节；③、能够对测试后气液混合介质进行分离，以利于介质的循环利用。
油气混输泵的性能考核应包括0-97%含气率范围内，不同压力下的各项性能。目前，主流油气混输泵测试系统的结构如图3所示，其中的原压力调节单元5包含原调节阀52和原压力变送器51，调整原调节阀52的阀门开度来实现对被测油气混输泵2的压力调节。该方案在调节含气率高于20%的气液混合介质压力时，出现无法稳定调压、测试管路振动以及气堵等现象；特别是，当被测油气混输泵的出口介质含气率超过80%时，甚至出现无法建立压力的情况。因此，调节阀作为压力调节机构的常规压力调节方案无法满足油气混输泵的测试需求。
发明内容
为了实现对油气混输泵在0-97%含气率范围内、不同压力下各项性能的精确测试，本发明提供一种用于油气混输泵的测试调压系统。
一种用于油气混输泵的测试调压系统包括气液输入单元1、调压单元3和循环单元4；
所述气液输入单元1包括储液箱11、供液泵组12、液体流量计13、空气压缩机14、储气罐15和气体调节阀16；所述循环单元4包括气液分离器41；所述调压单元3连通着循环单元4的气液分离器41；
所述调压单元3包括补液泵31、压力罐32、第一压力变送器33、第一调节阀34、第二调节阀35、第二压力变送器36、第三调节阀37和第四调节阀38；
用于测试时，被测油气混输泵2串联在气液输入单元1和调压单元3之间；
所述压力罐32输出的液相介质通过并联的第一调节阀34和第二调节阀35的流量调节，与气液输入单元1的气液两相介质混合后，输送至并联的第三调节阀37和第四调节阀38的进口，通过调整第三调节阀37和第四调节阀38的阀门开度，从而实现被测油气混输泵2的精确调压。
进一步限定的技术方案如下：
所述调压单元3的补液泵31和压力罐32串联，所述第一压力变送器33设于压力罐32上；所述第一调节阀34和第二调节阀35并联，并联的一端连通着压力罐32的出口，并联的另一端通过三通管分别连通着测试端和回液管路39；所述第三调节阀37和第四调节阀38并联后串联在回液管路39上；与测试端相邻的第三调节阀37和第四调节阀38的一并联端上设有第二压力变送器36，第三调节阀37和第四调节阀38的另一并联端为回液端。
所述第一压力变送器33和第二压力变送器36均为数显型压力变送器。
所述第一调节阀34和第二调节阀35均为电动流量调节阀，第一调节阀34和第二调节阀35的通径比为0.3-1。
所述第三调节阀37和第四调节阀38均为电动流量调节阀，第三调节阀37和第四调节阀38的通径比为0.3-0.7。
本发明的有效技术效果体现在以下方面：
（1）本发明通过设置合理补液结构，将被测油气混输泵2输出的气液两相介质含气率控制在15%内，从而实现采用普通调节阀即可稳定调节待测混输泵压力的功能。有效解决含气率高于20%的气液混合介质压力时，普通调节阀无法稳定调压、测试管路振动以及气堵等问题。
（2）在调压单元3中设置压力罐32，配合第一调节阀34、第二调节阀35和补液泵组31能够满足不同待测泵的流量需求，避免补液泵组31与被测油气混输泵2同时工作带来过大的电力负荷，从而提高了整个测试系统的适用范围。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
图2为图中调压单元结构原理图。
图3为原用于油气混输泵的测试系统原理图。
上图中序号：气液输入单元1、被测油气混输泵2、调压单元3、循环单元4、原压力调节单元5、储液箱11、供液泵组12、液体流量计13、空气压缩机14、储气罐15、气体调节阀16、气体流量计17、泵输入管路18、补液泵组31、压力罐32、第一压力变送器33、第一调节阀34、第二调节阀35、第二压力变送器36、第三调节阀37、第四调节阀38、回液管39、气液分离器41、循环管路42、原压力变送器51、原调节阀52。
实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
实施例
参见图1，一种用于油气混输泵的测试调压系统包括气液输入单元1、调压单元3和循环单元4；
气液输入单元1包括储液箱11、供液泵组12、液体流量计13、空气压缩机14、储气罐15和气体调节阀16；所述循环单元4包括气液分离器41。调压单元3连通着循环单元4的气液分离器41。
参见图2，调压单元3包括补液泵31、压力罐32、第一压力变送器33、第一调节阀34、第二调节阀35、第二压力变送器36、第三调节阀37和第四调节阀38。第一压力变送器33和第二压力变送器36均为数显型压力变送器。第一调节阀34、第二调节阀35、第三调节阀37和第四调节阀38均为电动流量调节阀。第一调节阀34的通径为32mm，第二调节阀35的通径为80mm，第一调节阀34和第二调节阀35的通径比为0.4；第三调节阀37的通径为25mm，第四调节阀38的通径为为80mm，第三调节阀37和第四调节阀38的通径比为0.3。具体的连接关系是：补液泵31和压力罐32串联，第一压力变送器33安装于压力罐32上；第一调节阀34和第二调节阀35的一端并联连通着压力罐32的出口，另一端并联通过三通管分别连通着测试端和回液管路39；第三调节阀37和第四调节阀38并联后串联在回液管39上；与测试端相邻的第三调节阀37和第四调节阀38的一并联端上安装有第二压力变送器36，第三调节阀37和第四调节阀38的另一并联端为回液端。
用于测试时，被测油气混输泵2串联在气液输入单元1和调压单元3之间的泵输入管路18上；由泵输入管路18为被测油气混输泵2提供液相和气相介质。被测油气混输泵2输出的气液混合介质输入至调压单元3。
根据被测油气混输泵2的流量需求调节调节阀阀门开度来控制压力罐32输出的补液量。第一压力变送器33用于监视压力罐32内压力。当压力低于限制值时，通过开启补液泵组31对压力罐32进行补液；储液箱11是补液泵31的介质输入来源。
第一调节阀34或第二调节阀35输出的液相介质与被测油气混输泵2输出的气液两相介质混合，进一步降低输入到第三调节阀37和第四调节阀38进口的介质含气率至15%。根据被测油气混输泵2流量大小，通过调节第三调节阀37和第四调节阀38的阀门开度来精确调节被测油气混输泵2的出口压力。
回液管39与气液分离器41相连，并由循环管路42将介质回收至储液箱11中，从而能够循环利用液态介质。
压力罐32的容量设置为该测试装置设计测试每分钟流量的3-6倍。从而满足测试补液量需求。
被测油气混输泵2的参数为：流量为20m3/h，测试压力至5MPa，泵进口含气率调节范围0-97%。测试要求：在流量为20m3/h，出口压力5MPa下，分别对被测油气混输泵2含气率为0%、20%、40%、60%、80%、97%共六个点的各项性能进行测试。
具体测试操作过程说明如下：
参见图1，测试时，先关闭第一调节阀34、第二调节阀35和气体调节阀16，打开第三调节阀37和第四调节阀38。开启供液泵组12和被测油气混输泵2并通过监控设备分别调节第三调节阀37和第四调节阀38的阀门开度，并监视第二压力变送器36反馈的泵出口压力值，直至泵出口压力值升至5MPa。记录下此时被测油气混输泵2运行状态和各项数据。
参见图1，分别打开空气压缩机14、气体调节阀16，通过监控设备调节气体调节阀16的阀门开度，根据液体流量计13和气体流量计17反馈的气液流量值由监控设备算出当下气液输入单元1输出的介质含气率，从而实现为被测油气混输泵2提供不同含气率测试工况。
参见图2，当气液输入单元1输出的介质含气率≥20%时，打开补液泵组31，将压力罐32内介质压力加载至7MPa后停止运行。打开第一调节阀34、第二调节阀35，压力罐32输出的液态介质与被测油气混输泵2输出的气液两相介质混合，进一步降低输入到第三调节阀37和第四调节阀38进口的介质含气率。此时，观察监测设备中第二压力变送器36反馈的泵出口压力值，通过调节动态调整第一调节阀34、第二调节阀35的阀门开度，直至第二压力变送器36反馈的泵出口压力值稳定在规定压力值。同样，按照上述操作方法，能够分别实现对被测油气混输泵2在5MPa下，含气率在为20%、40%、60%、80%、97%时的各项性能进行测试。
在压力罐3低于5.3MPa时，由第一压力变送器33反馈信号并由监控设备控制补液泵组31重新开启，直至压力罐3内压力重新达到7MPa后停止。从而能够降低测试时整个测试系统对电网的用电负担。
Claims (5)
1.一种用于油气混输泵的测试调压系统，包括气液输入单元（1）、调压单元（3）和循环单元（4）；
所述气液输入单元（1）包括储液箱（11）、供液泵组（12）、液体流量计（13）、空气压缩机（14）、储气罐（15）和气体调节阀（16）；所述循环单元（4）包括气液分离器（41）；所述调压单元（3）连通着循环单元（4）的气液分离器（41）；其特征在于：
所述调压单元（3）包括补液泵（31）、压力罐（32）、第一压力变送器（33）、第一调节阀（34）、第二调节阀（35）、第二压力变送器（36）、第三调节阀（37）和第四调节阀（38）；
用于测试时，被测油气混输泵（2）串联在气液输入单元（1）和调压单元（3）之间；
所述压力罐（32）输出的液相介质通过并联的第一调节阀（34）和第二调节阀（35）的流量调节，与气液输入单元（1）的气液两相介质混合后，输送至并联的第三调节阀（37）和第四调节阀（38）的进口，通过调整第三调节阀（37）和第四调节阀（38）的阀门开度，从而实现被测油气混输泵（2）的精确调压。
2.根据权利要求1所述的一种用于油气混输泵的测试调压系统，其特征在于：所述调压单元（3）的补液泵（31）和压力罐（32）串联，所述第一压力变送器（33）设于压力罐（32）上；所述第一调节阀（34）和第二调节阀（35）并联，并联的一端连通着压力罐（32）的出口，并联的另一端通过三通管分别连通着测试端和回液管路（39）；所述第三调节阀（37）和第四调节阀（38）并联后串联在回液管路（39）上；与测试端相邻的第三调节阀（37）和第四调节阀（38）的一并联端上设有第二压力变送器（36），第三调节阀（37）和第四调节阀（38）的另一并联端为回液端。
3.根据权利要求1所述的一种用于油气混输泵的测试调压系统，其特征在于：所述第一压力变送器（33）和第二压力变送器（36）均为数显型压力变送器。
4.根据权利要求1所述的一种用于油气混输泵的测试调压系统，其特征在于：所述第一调节阀（34）和第二调节阀（35）均为电动流量调节阀，第一调节阀（34）和第二调节阀（35）的通径比为0.3-1。
5.根据权利要求1所述的一种用于油气混输泵的测试调压系统，其特征在于：所述第三调节阀（37）和第四调节阀（38）均为电动流量调节阀，第三调节阀（37）和第四调节阀（38）的通径比为0.3-0.7。
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