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单螺杆多相混输介质主要指标

油气比和含水率

油气多相混输介质是主要由原油、天然气以及水、固体颗粒等液态、气态、固态成份组成。在油田开发中衡量油井生产的油气特性的指标有油气比、含水率、含固率等,不同油井的油气比、含水率各不相同,而且悬殊很大。油气比指油气介质在标准大气压下气体体积与原油体积之比值。气体在不同压力、温度下,按气态方程改变其状态;当不考虑温度变化对其状态变化的影响时,气体的体积随压力的变化成反比例变化。同时压力升高,部分气体会被液化,反之液化的气体会被气化;并且在其压力变化时,溶解在液体中气体的量也发生变化。油气混输时,泵吸入室所承受油井汇管压力,其压力通常高于大气压,介质中的气体已经压缩,这时用在特定气压下的油气比表示介质特点已不能反映泵的实际运行状态。含水率是反指含水的质量百分比,也不能反映泵的实际运行状态。为了反映进入混输泵中液、气比例,我引入进液率的概念。

进液率

进液率是指介质在进泵时,液相成分的量占流量的百分比,这里指体积之比。有了进液率的概念,不管油气比是多少,液体中的水分含多少,气体被压缩的程度有多大,也不管介质中固体颗粒成分有多少,用进液率就基本上反映泵的运行状况。
根据试验及油田运行数据初步分析确认,进液率在不小于5%,单螺杆泵就能正常工作。5%的液体就能把转子与定子相对运动产生的摩擦热量带走,也能对转子和定子啮合面起到润滑作用,确保螺杆泵正常运行。

混输流程设计时应注意的问题

液相介质的连续供给问题

在油井原油生产中其生产状态很不稳定,在一段时间内有可能气体含量高,而另一段时间内液体含量高,所以在使用单螺杆泵做油气混输时,为了防止泵在输送液体和气体、混合液的过程中,有一段时间内液体断流,造成定子因摩擦产生的热量使定子橡胶温度升高,橡胶老化,降低定子的使用寿命,介质在进入单螺杆泵腔时尽量使用原油中的液体与气体均匀混合,保证液体介质对泵的连续供给。

A、 同时开动油田区块中的多口油井,让油井的油气相互补充,使进入单螺杆泵的介质尽量均匀。

B、泵前管路中增设缓冲罐,在缓冲罐里储存一定量的原油,并用一套限流装置给混输泵供给一定量的原油。这样无论油井含气量如何变动,都可保证*低进液率,使混输泵能够正常工作。在输油管路上增设的限流装置,其流量应为混输泵流量1/20的定量泵,用单螺杆泵效果会更好,使用时间应同时控制启停。

C、泵后管路中增设回油罐,用限流装置把罐中的部分液体反回到混输泵入口,保证进泵油气的进液率,使混输泵能够正常工作。限流装置可用节流阀控制流量,也可用单螺杆泵控制流量。本方案因回流部分液体,会降低系统效率。

当输送流量较大,采用多台泵并联输送时,必须注意吸入管路的对称布置,保证使进入单螺杆泵的介质尽量均匀分配,防止偏流。

串连运行中问题

当输送距离较远、泵压力较高时,可采用多台串联运行。由于气体的可压缩性,各级泵流量要根据油气比、汇管压力、混输管线压力、各泵之间的压力分配综合考虑。为了各级泵都能协调正常工作,必须要以各采压点的压力自动调节泵的转速,调节泵的流量,达到高压油气混输的目的。

混输泵的承压问题

由于在混输系统里,混输泵吸入室不仅仅承受油井采油管路回压,可能还要承受出口压力或前上等泵的压力(如图1所示)。当输送由管线输送切换为混输泵输送,或由混输泵输送切换为管线直输,在阀门切换时,泵的吸入端和排出端都承受油气混输管线压力。因此吸入室必须能够有足够的承压能力,通常要能承受排出端的压力。

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