ZYB-300高壓渣油泵油氣多相混輸及流程分析,ZYB高壓渣油泵的使用溫度不可以超過(guò)200°C,這樣泵的壽命增長(cháng)。ZYB渣油泵更特別適用于要求工作壓力穩定、長(cháng)期連續工作的場(chǎng)合。例如：強力潤滑系統、燃油燒系統中的燃油輸送及噴射等
齒輪多相混輸介質(zhì)主要指標
油氣比和含油率
油氣多相混輸介質(zhì)是主要由原油、天然氣以及油、固體顆粒等液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)成份組成。在油田開(kāi)發(fā)中衡量油井生產(chǎn)的油氣特性的指標有油氣比、含油率、含固率等，不同油井的油氣比、含油率各不相同，而且懸殊很大。油氣比指油氣介質(zhì)在標準大氣壓下氣體體積與原油體積之比值。氣體在不同壓力、溫度下，按氣態(tài)方程改變其狀態(tài)；當不考慮溫度變化對其狀態(tài)變化的影響時(shí)，氣體的體積隨壓力的變化成反比例變化。同時(shí)壓力升高，部分氣體會(huì )被液化，反之液化的氣體會(huì )被氣化；并且在其壓力變化時(shí)，溶解在液體中氣體的量也發(fā)生變化。油氣混輸時(shí)，泵吸入室所承受油井匯管壓力，其壓力通常高于大氣壓，介質(zhì)中的氣體已經(jīng)壓縮，這時(shí)用在特定氣壓下的油氣比表示介質(zhì)特點(diǎn)已不能反映泵的實(shí)際運行狀態(tài)。含油率是反指含油的質(zhì)量百分比，也不能反映泵的實(shí)際運行狀態(tài)。為了反映進(jìn)入渣油泵中液、氣比例，我引入進(jìn)液率的概念。
進(jìn)液率
進(jìn)液率是指介質(zhì)在進(jìn)泵時(shí)，液相成分的量占流量的百分比，這里指體積之比。有了進(jìn)液率的概念，不管油氣比是多少，液體中的油分含多少，氣體被壓縮的程度有多大，也不管介質(zhì)中固體顆粒成分有多少，用進(jìn)液率就基本上反映泵的運行狀況。
根據試驗及油田運行數據初步分析確認，進(jìn)液率在不小于5%，ZYB-300高壓渣油泵就能正常工作。5%的液體就能把轉子與定子相對運動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱量帶走，也能對轉子和定子嚙合面起到潤滑作用，確保高壓渣油泵正常運行。
混輸流程設計時(shí)應注意的問(wèn)題
液相介質(zhì)的連續供給問(wèn)題
在油井原油生產(chǎn)中其生產(chǎn)狀態(tài)很不穩定，在一段時(shí)間內有可能氣體含量高，而另一段時(shí)間內液體含量高，所以在使用ZYB-300高壓渣油泵做油氣混輸時(shí)，為了防止泵在輸送液體和氣體、混合液的過(guò)程中，有一段時(shí)間內液體斷流，造成定子因摩擦產(chǎn)生的熱量使定子橡膠溫度升高，橡膠老化，降低定子的使用壽命，介質(zhì)在進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵腔時(shí)盡量使用原油中的液體與氣體均勻混合，保證液體介質(zhì)對泵的連續供給。
A、 同時(shí)開(kāi)動(dòng)油田區塊中的多口油井，讓油井的油氣相互補充，使進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵的介質(zhì)盡量均勻。
B、 泵前管路中增設緩沖罐，在緩沖罐里儲存一定量的原油，并用一套限流裝置給渣油泵供給一定量的原油。這樣無(wú)論油井含氣量如何變動(dòng)，都可保證最低進(jìn)液率，使渣油泵能夠正常工作。在輸油管路上增設的限流裝置，其流量應為渣油泵流量1/20的定量泵，用ZYB-300高壓渣油泵效果會(huì )更好，使用時(shí)間應同時(shí)控制啟停。
C、泵后管路中增設回油罐，用限流裝置把罐中的部分液體反回到渣油泵入口，保證進(jìn)泵油氣的進(jìn)液率，使渣油泵能夠正常工作。限流裝置可用節流閥控制流量，也可用ZYB-300高壓渣油泵控制流量。本方案因回流部分液體，會(huì )降低系統效率。
當輸送流量較大，采用多臺泵并聯(lián)輸送時(shí)，必須注意吸入管路的對稱(chēng)布置，保證使進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵的介質(zhì)盡量均勻分配，防止偏流。
串連運行中問(wèn)題
當輸送距離較遠、泵壓力較高時(shí)，可采用多臺串聯(lián)運行。由于氣體的可壓縮性，各級泵流量要根據油氣比、匯管壓力、混輸管線(xiàn)壓力、各泵之間的壓力分配綜合考慮。為了各級泵都能協(xié)調正常工作，必須要以各采壓點(diǎn)的壓力自動(dòng)調節泵的轉速，調節泵的流量，達到高壓油氣混輸的目的。
渣油泵的承壓?jiǎn)?wèn)題
由于在混輸系統里，渣油泵吸入室不僅僅承受油井采油管路回壓，可能還要承受出口壓力或前一級泵的壓力（如圖1所示）。當輸送由管線(xiàn)輸送切換為渣油泵輸送，或由渣油泵輸送切換為管線(xiàn)直輸，在閥門(mén)切換時(shí)，泵的吸入端和排出端都承受油氣混輸管線(xiàn)壓力。因此吸入室必須能夠有足夠的承壓能力，通常要能承受排出端的壓力。
管線(xiàn)直輸與混輸切換示意圖
渣油泵的防反轉問(wèn)題
渣油泵在流程系統里運行后，泵進(jìn)出管線(xiàn)之間產(chǎn)生一定的壓差。當停泵閥門(mén)未關(guān)閉時(shí)，有可能泵發(fā)生倒轉現象。由于油氣混輸中流體大部分是氣體，流動(dòng)阻力較小，流動(dòng)速度快，會(huì )使泵反轉超過(guò)額定轉速，發(fā)生飛車(chē)現象，容易發(fā)生事故。在設計流程時(shí)，應采取相應措施，防止發(fā)生這種現象?？梢栽诒贸隹诠苈飞习惭b逆止閥，防止流體反向流動(dòng)，這種方法最簡(jiǎn)單實(shí)用可靠；也可選用附帶制動(dòng)裝置的電動(dòng)機。
防止ZYB-300高壓渣油泵超壓運行
一般ZYB-300高壓渣油泵輸送介質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)都比較復雜，在管路里可能造成堵塞。因ZYB-300高壓渣油泵是容積式類(lèi)型的泵，當發(fā)生堵塞或人為操作失誤時(shí)，會(huì )造成泵的超壓，很容易損壞其零部件。為了防止泵的損壞，必須在泵的排出管到吸入管之間安裝安全閥。也可在出口管線(xiàn)安裝壓力繼電器，在泵超過(guò)額定壓力時(shí)自動(dòng)報警停泵。
ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸應用示例
油氣混輸系統圖
是油田用ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸的應用流程示例。在該混輸系統中，兩臺泵并聯(lián)，管路對稱(chēng)布置；進(jìn)口管線(xiàn)的壓力變送信號送至電控柜，通過(guò)變頻器調節泵排量實(shí)現泵入口恒壓控制；泵出口壓力繼電器信號送至電控柜實(shí)現超壓力自動(dòng)報警、自動(dòng)停泵；泵出口單流閥起到防止介質(zhì)倒流和渣油泵反轉的作用。泵前確保泵的不間斷供液，分離罐起到緩沖作用，分離的天然氣也可用作加熱爐燃料。
在實(shí)際設計ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸流程時(shí)，須根據油區的具體情況，綜合分析油氣混輸量、油氣產(chǎn)量、油氣比、采油回壓、輸送距離等諸多因素，多方面的調查研究，多方案的對比分析，選擇合適的渣油泵型，制定出合理的流程布局，才能實(shí)現油氣混輸安全、科學(xué)、可靠、經(jīng)濟的運行。
齒輪多相混輸介質(zhì)主要指標
油氣比和含油率
油氣多相混輸介質(zhì)是主要由原油、天然氣以及油、固體顆粒等液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)成份組成。在油田開(kāi)發(fā)中衡量油井生產(chǎn)的油氣特性的指標有油氣比、含油率、含固率等，不同油井的油氣比、含油率各不相同，而且懸殊很大。油氣比指油氣介質(zhì)在標準大氣壓下氣體體積與原油體積之比值。氣體在不同壓力、溫度下，按氣態(tài)方程改變其狀態(tài)；當不考慮溫度變化對其狀態(tài)變化的影響時(shí)，氣體的體積隨壓力的變化成反比例變化。同時(shí)壓力升高，部分氣體會(huì )被液化，反之液化的氣體會(huì )被氣化；并且在其壓力變化時(shí)，溶解在液體中氣體的量也發(fā)生變化。油氣混輸時(shí)，泵吸入室所承受油井匯管壓力，其壓力通常高于大氣壓，介質(zhì)中的氣體已經(jīng)壓縮，這時(shí)用在特定氣壓下的油氣比表示介質(zhì)特點(diǎn)已不能反映泵的實(shí)際運行狀態(tài)。含油率是反指含油的質(zhì)量百分比，也不能反映泵的實(shí)際運行狀態(tài)。為了反映進(jìn)入渣油泵中液、氣比例，我引入進(jìn)液率的概念。
進(jìn)液率
進(jìn)液率是指介質(zhì)在進(jìn)泵時(shí)，液相成分的量占流量的百分比，這里指體積之比。有了進(jìn)液率的概念，不管油氣比是多少，液體中的油分含多少，氣體被壓縮的程度有多大，也不管介質(zhì)中固體顆粒成分有多少，用進(jìn)液率就基本上反映泵的運行狀況。
根據試驗及油田運行數據初步分析確認，進(jìn)液率在不小于5%，ZYB-300高壓渣油泵就能正常工作。5%的液體就能把轉子與定子相對運動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱量帶走，也能對轉子和定子嚙合面起到潤滑作用，確保高壓渣油泵正常運行。
混輸流程設計時(shí)應注意的問(wèn)題
液相介質(zhì)的連續供給問(wèn)題
在油井原油生產(chǎn)中其生產(chǎn)狀態(tài)很不穩定，在一段時(shí)間內有可能氣體含量高，而另一段時(shí)間內液體含量高，所以在使用ZYB-300高壓渣油泵做油氣混輸時(shí)，為了防止泵在輸送液體和氣體、混合液的過(guò)程中，有一段時(shí)間內液體斷流，造成定子因摩擦產(chǎn)生的熱量使定子橡膠溫度升高，橡膠老化，降低定子的使用壽命，介質(zhì)在進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵腔時(shí)盡量使用原油中的液體與氣體均勻混合，保證液體介質(zhì)對泵的連續供給。
A、 同時(shí)開(kāi)動(dòng)油田區塊中的多口油井，讓油井的油氣相互補充，使進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵的介質(zhì)盡量均勻。
B、 泵前管路中增設緩沖罐，在緩沖罐里儲存一定量的原油，并用一套限流裝置給渣油泵供給一定量的原油。這樣無(wú)論油井含氣量如何變動(dòng)，都可保證最低進(jìn)液率，使渣油泵能夠正常工作。在輸油管路上增設的限流裝置，其流量應為渣油泵流量1/20的定量泵，用ZYB-300高壓渣油泵效果會(huì )更好，使用時(shí)間應同時(shí)控制啟停。
C、泵后管路中增設回油罐，用限流裝置把罐中的部分液體反回到渣油泵入口，保證進(jìn)泵油氣的進(jìn)液率，使渣油泵能夠正常工作。限流裝置可用節流閥控制流量，也可用ZYB-300高壓渣油泵控制流量。本方案因回流部分液體，會(huì )降低系統效率。
當輸送流量較大，采用多臺泵并聯(lián)輸送時(shí)，必須注意吸入管路的對稱(chēng)布置，保證使進(jìn)入ZYB-300高壓渣油泵的介質(zhì)盡量均勻分配，防止偏流。
串連運行中問(wèn)題
當輸送距離較遠、泵壓力較高時(shí)，可采用多臺串聯(lián)運行。由于氣體的可壓縮性，各級泵流量要根據油氣比、匯管壓力、混輸管線(xiàn)壓力、各泵之間的壓力分配綜合考慮。為了各級泵都能協(xié)調正常工作，必須要以各采壓點(diǎn)的壓力自動(dòng)調節泵的轉速，調節泵的流量，達到高壓油氣混輸的目的。
渣油泵的承壓?jiǎn)?wèn)題
由于在混輸系統里，渣油泵吸入室不僅僅承受油井采油管路回壓，可能還要承受出口壓力或前一級泵的壓力（如圖1所示）。當輸送由管線(xiàn)輸送切換為渣油泵輸送，或由渣油泵輸送切換為管線(xiàn)直輸，在閥門(mén)切換時(shí)，泵的吸入端和排出端都承受油氣混輸管線(xiàn)壓力。因此吸入室必須能夠有足夠的承壓能力，通常要能承受排出端的壓力。
管線(xiàn)直輸與混輸切換示意圖
渣油泵的防反轉問(wèn)題
渣油泵在流程系統里運行后，泵進(jìn)出管線(xiàn)之間產(chǎn)生一定的壓差。當停泵閥門(mén)未關(guān)閉時(shí)，有可能泵發(fā)生倒轉現象。由于油氣混輸中流體大部分是氣體，流動(dòng)阻力較小，流動(dòng)速度快，會(huì )使泵反轉超過(guò)額定轉速，發(fā)生飛車(chē)現象，容易發(fā)生事故。在設計流程時(shí)，應采取相應措施，防止發(fā)生這種現象?？梢栽诒贸隹诠苈飞习惭b逆止閥，防止流體反向流動(dòng)，這種方法最簡(jiǎn)單實(shí)用可靠；也可選用附帶制動(dòng)裝置的電動(dòng)機。
防止ZYB-300高壓渣油泵超壓運行
一般ZYB-300高壓渣油泵輸送介質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)都比較復雜，在管路里可能造成堵塞。因ZYB-300高壓渣油泵是容積式類(lèi)型的泵，當發(fā)生堵塞或人為操作失誤時(shí)，會(huì )造成泵的超壓，很容易損壞其零部件。為了防止泵的損壞，必須在泵的排出管到吸入管之間安裝安全閥。也可在出口管線(xiàn)安裝壓力繼電器，在泵超過(guò)額定壓力時(shí)自動(dòng)報警停泵。
ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸應用示例
油氣混輸系統圖
是油田用ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸的應用流程示例。在該混輸系統中，兩臺泵并聯(lián)，管路對稱(chēng)布置；進(jìn)口管線(xiàn)的壓力變送信號送至電控柜，通過(guò)變頻器調節泵排量實(shí)現泵入口恒壓控制；泵出口壓力繼電器信號送至電控柜實(shí)現超壓力自動(dòng)報警、自動(dòng)停泵；泵出口單流閥起到防止介質(zhì)倒流和渣油泵反轉的作用。泵前確保泵的不間斷供液，分離罐起到緩沖作用，分離的天然氣也可用作加熱爐燃料。
在實(shí)際設計ZYB-300高壓渣油泵油氣混輸流程時(shí)，須根據油區的具體情況，綜合分析油氣混輸量、油氣產(chǎn)量、油氣比、采油回壓、輸送距離等諸多因素，多方面的調查研究，多方案的對比分析，選擇合適的渣油泵型，制定出合理的流程布局，才能實(shí)現油氣混輸安全、科學(xué)、可靠、經(jīng)濟的運行。
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