2.幾個(gè)主要國(guó)家研究油氣混輸泵的情況
各國(guó)選擇的泵的類型如表1所示,各國(guó)對(duì)油氣混輸泵進(jìn)行研究的主要內(nèi)容、方向及目的見(jiàn)表2，混輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3。一臺(tái)油氣混輸泵從性能上主要可用三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量：一是壓力，二是油氣比適用范圍，三是效率。如果三個(gè)指標(biāo)都高，性能就越好。表4列出目前研究的程度及存在的問(wèn)題。
表1：各國(guó)選擇的油氣混輸泵的類型情況分析
|
美國(guó) |
英國(guó) |
德國(guó) |
日本 |
中國(guó) |
俄羅斯 |
|
螺旋泵 |
螺桿泵 |
螺桿泵 |
離心泵 |
螺桿泵 |
螺桿泵 |
|
液環(huán)泵 |
軸流泵 |
旋渦泵 |
旋渦泵 |
液環(huán)泵 |
液環(huán)泵 |
|
離心泵 |
|
|
螺桿泵 |
|
|
表2：對(duì)油氣混輸泵進(jìn)行研究的內(nèi)容及方向
|
泵的類型 |
主要研究的內(nèi)容、方向 |
目的 |
|
螺桿泵 |
①單螺桿和雙螺桿 |
①提高混輸?shù)挠蜌獗?span> |
|
②螺桿的形狀 |
②解決發(fā)熱和抗砂的能力 |
|
|
③螺桿的受力、發(fā)熱和因發(fā)熱而引起的密封的問(wèn)題 |
|
|
|
液環(huán)泵 |
①結(jié)構(gòu)改造，如采用動(dòng)殼、多級(jí) |
①提高壓力 |
|
②泵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 |
②提高效率 |
|
|
③大直徑的密封問(wèn)題 |
|
|
|
離心泵 |
①結(jié)構(gòu)改造，如采用串聯(lián)葉輪，導(dǎo)葉結(jié)構(gòu) |
關(guān)鍵是提高混輸?shù)挠蜌獗?span> |
|
②改進(jìn)葉輪的結(jié)構(gòu)和形狀 |
表3：各類泵混輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)
|
混輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn) |
||
|
泵的類型 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
|
螺桿泵 |
壓力高（可達(dá)（5~20）*105Pa |
混輸壓力隨油氣比的增大而減少，油氣比范圍小，一般＜20；螺桿易折斷，發(fā)熱大，怕砂子 |
|
效率高（20%~50%） |
加工精度高，需專用機(jī)床，價(jià)格高 |
|
|
排量可較大 |
（國(guó)際15~20萬(wàn)美元；國(guó)內(nèi)20~30萬(wàn)人民幣） |
|
|
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 |
||
|
軸流泵 |
油氣比適用范圍大（可達(dá)10~1000） |
壓力低（＜3*105Pa（普通）；（4~15）*105Pa（新型）） |
|
不怕砂子（液環(huán)泵內(nèi)部間隙相對(duì)較大 |
效率低（10%~40%） 排量?。?span>120~600m3/h） |
|
|
價(jià)格低（國(guó)內(nèi)10~20萬(wàn)人民幣 |
||
|
軸流泵 |
排量特別大（1500m3/h）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 |
油氣比范圍小（＜10），隨著油氣比增大，泵性能惡化 |
|
效率較高，采用多級(jí)，壓力可較高 |
||
|
離心泵 |
壓力，排量均可高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 |
氣液比范圍很小 |
|
成本低，效率較高，不怕砂 |
||
|
旋渦泵 |
流量大，壓力較普通液環(huán)泵高 |
氣液比范圍?。ǎ?span>10），效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 |
表4：存在的問(wèn)題
|
泵的類型 |
研究的程度及存在的問(wèn)題 |
|
螺桿泵 |
①雙螺桿泵比單螺桿更能適應(yīng)大油氣比，可達(dá)到含氣90%，少數(shù)國(guó)家如美國(guó)已可處理100%液體到100%的氣體。 |
|
②泵的特性在理論上還不太清楚。 |
|
|
③當(dāng)含氣量增大，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)工作，導(dǎo)致泵發(fā)熱的問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決。 |
|
|
④油氣混輸泵技術(shù)開(kāi)始成熟了，主要是指的螺桿泵，美國(guó)、德國(guó)有少量產(chǎn)品出口。各國(guó)做了很多的試驗(yàn)研究工作。 |
|
|
|
①采用新型結(jié)構(gòu)的液環(huán)泵，壓力可提高到（10~15）*105Pa，但效率仍然較低，結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步改進(jìn)。 |
|
液環(huán)泵 |
②價(jià)格比普通液環(huán)泵要高，但仍比螺桿泵要低很多。 |
|
③泵特性基本清楚。 |
|
|
這方面中國(guó)做了大量的試驗(yàn)研究工作 |
|
|
離心泵 |
一般離心泵混入一點(diǎn)空氣就不能正常工作，現(xiàn)通過(guò)結(jié)構(gòu)改造，混入20%的氣體仍可工作，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到油氣混輸?shù)囊?，如論從理論上還是結(jié)構(gòu)上將有待進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。 |
|
這方面日本做了很多試驗(yàn)研究工作。 |
|
|
軸流泵 |
采用螺旋式軸流泵，可提高混輸?shù)臍庖罕?，英?guó)做了一些試驗(yàn)研究工作。 |
2.我國(guó)油氣混輸泵技術(shù)的發(fā)展概況
我國(guó)油氣混輸泵技術(shù)的發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：其一，60年代~70年代為提出及初步試驗(yàn)階段隨著大慶、勝利大油田的開(kāi)發(fā),油氣混輸泵技術(shù)被提到議事日程。院校以北京石油學(xué)院為主，他們首先從石油部得到信息，迅速立題，很快在實(shí)驗(yàn)室搞試驗(yàn)。后期與大慶油田合作搞工業(yè)試驗(yàn)。油田以大慶油田、勝利油田為主。大慶油田設(shè)計(jì)院成立了攻關(guān)組，抓了幾個(gè)油氣混輸泵試驗(yàn)點(diǎn)，并經(jīng)常開(kāi)展全油田技術(shù)交流。勝利油田采油處負(fù)責(zé)抓這項(xiàng)工作。到70年代中期至80年代初已達(dá)到700多臺(tái)螺桿泵混輸?shù)囊?guī)模。后因泵本身的技術(shù)不過(guò)關(guān)，加上油田氣量逐漸減少，油氣混輸研究進(jìn)行較慢；其二，80年代為繼續(xù)研究階段在這一期間進(jìn)行一定的工業(yè)性試驗(yàn),如勝利油田的孤島油田曾進(jìn)口一臺(tái)德國(guó)鮑曼公司的螺桿混輸泵進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果也很好。另外,有些油田也曾開(kāi)發(fā)過(guò)井下油氣混輸泵和采用國(guó)產(chǎn)的技術(shù)尚未完全過(guò)關(guān)的油氣混輸泵進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)；其三，90 年代初,隨海洋油田、新油田的開(kāi)發(fā),油氣混輸泵技術(shù)重新提出并受到重視。原石油天然氣總公司,《九五》規(guī)劃撥款1000多萬(wàn)元,對(duì)油氣混輸泵技術(shù)進(jìn)行全面研究和開(kāi)發(fā),并從二相流動(dòng)等基礎(chǔ)性研究開(kāi)始。原生產(chǎn)螺桿泵的天津泵業(yè)集團(tuán)從國(guó)外引進(jìn)全套油氣混輸泵技術(shù),與德國(guó)鮑曼公司合資生產(chǎn)雙螺桿泵,今年內(nèi)可望出產(chǎn)品。大慶油田向國(guó)外買了一臺(tái)油氣混輸泵,準(zhǔn)備自己開(kāi)發(fā)。1995年我院科研處與天津大港油田科技處也有共同開(kāi)發(fā)液環(huán)混輸泵的意向。天津大港油田1997年買了天津泵業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的螺桿混輸泵進(jìn)行試驗(yàn),準(zhǔn)備自己開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)與國(guó)外相比,在油氣混輸技術(shù)方面投入的人力、智力、經(jīng)費(fèi)等還存在很大的差距,相信這種情況會(huì)很快得到改變。