螺桿泵在三元采出液外輸系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

胡志偉（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

隨著三次采油的不斷深入，三元采出液的處理難度逐步加大，存在破乳難等問題，由于離心泵的剪切，影響了三元采出液的破乳效果，給下游站的處理增加了難度。由于中轉(zhuǎn)站處理后的外輸液存在較多泡沫，使離心泵泵效降低，不但影響外輸效果，而且增加了耗電量。通過(guò)對(duì)輸液泵的更換，達(dá)到減少影響破乳效果、節(jié)能降耗的目的。

1 螺桿泵的工作原理及特點(diǎn)

螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來(lái)吸排液體，泵內(nèi)部主要由主動(dòng)螺桿、從動(dòng)螺桿和包容螺桿的襯套組成密封腔，主動(dòng)螺桿由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)螺桿隨主動(dòng)螺桿作反向旋轉(zhuǎn)，主、從動(dòng)螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會(huì)被分隔成一個(gè)或多個(gè)密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出，猶如一螺母在螺紋回轉(zhuǎn)時(shí)被不斷向前推進(jìn)的情形一樣[1]。

螺桿泵具壓力高而均勻，流量均勻，轉(zhuǎn)速高等特點(diǎn)。

2 螺桿泵應(yīng)用現(xiàn)狀及效果

全廠現(xiàn)有轉(zhuǎn)油（放水）站50座，放水站3座，其中有3座轉(zhuǎn)油站和1座放水站的輸液泵為螺桿泵，均為三元站，目前均正常使用。其中三元-3轉(zhuǎn)油站、三元-4轉(zhuǎn)油放水站投產(chǎn)時(shí)輸液泵即為螺桿泵，聚杏北五轉(zhuǎn)油站和杏六聯(lián)放水站輸油泵，在2013年6月和7月分別進(jìn)行改造，投運(yùn)后由于泵剪切引起的乳化得到有效改善，且節(jié)電效果明顯。

2.1 單耗分析

2.1.1 換泵前后單耗分析

在電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)和泵的排量不變的工況下，取聚杏北五轉(zhuǎn)油站和杏六聯(lián)放水站換泵前后單耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其外輸液?jiǎn)魏木邢陆?，分別由原來(lái)的0.73 kWh/t和0.62 kWh/t下降到0.34 kWh/t和0.37 kWh/t，下降了0.39 kWh/t和0.25 kWh/t，應(yīng)用螺桿泵后節(jié)電效果明顯，平均單耗為原來(lái)的46%和59%，平均日節(jié)電為1278 kWh與1200 kWh，見圖1、圖2。

圖1 聚五轉(zhuǎn)油站1#輸油泵單耗曲線

2.1.2 相同參數(shù)的離心泵與螺桿泵單耗分析

統(tǒng)計(jì)全廠與三元-3轉(zhuǎn)油站和三元-4轉(zhuǎn)油放水站外輸泵，螺桿泵與離心泵運(yùn)行時(shí)單耗對(duì)比：排量280m3/h和150m3/h的螺桿泵比同排量離心泵的平均單耗分別少0.30 kWh/t和0.16 kWh/t，平均日節(jié)電為947 kWh和172 kWh，見表1。

圖2 杏六聯(lián)放水站2#輸油泵單耗曲線

表1 螺桿泵與離心泵能耗情況對(duì)比

2.2 換泵前后泵效分析

換泵后聚杏北五轉(zhuǎn)油站與杏六聯(lián)放水站輸油泵泵效均有明顯提高，分別由換泵前60.13%和61.18%，上升到目前63.91%和74.50%，提高了3.78和13.32個(gè)百分點(diǎn)，見圖3、圖4。

2.3 換泵前后外輸液乳化分析

2.3.1 三元站換泵前后外輸液乳化對(duì)比分析

通過(guò)在聚杏北五轉(zhuǎn)油站、杏六聯(lián)放水站外輸離心泵前后取樣，靜止沉降后觀察油水分離情況，外輸離心泵泵后油樣乳化程度明顯加大，油水分離效果明顯比泵前油樣差，見圖5。

圖5 油水分離效果

2013年6月25日和8月12日先后對(duì)聚杏北五轉(zhuǎn)油站與杏六聯(lián)放水站的外輸螺桿泵進(jìn)行投運(yùn)，運(yùn)行后分別對(duì)兩站外輸螺桿泵前后取樣，通過(guò)觀察可以看出螺桿泵增加乳化程度很小，三元液在經(jīng)過(guò)螺桿泵前后油水分離情況基本無(wú)變化。

2.3.2 分析水、聚驅(qū)離心泵對(duì)外輸液乳化

分別取水驅(qū)與聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸泵進(jìn)出口油樣觀察自然沉降，通過(guò)觀察得出離心泵對(duì)水、聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸油破乳效果均有影響，對(duì)聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸油乳化程度影響較大，且短時(shí)間內(nèi)不容易恢復(fù)。而對(duì)水驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸油乳化程度影響較小，且能夠在較短時(shí)間內(nèi)得到恢復(fù)，見圖6。

圖6 外輸離心泵前后外輸液乳化效果

2.4 換泵前后崗位操作情況

換泵后啟停泵操作簡(jiǎn)單化，啟泵時(shí)無(wú)需關(guān)閉泵出口閘門，即可直接啟動(dòng)。且氣泡對(duì)螺桿泵的影響不大，排量穩(wěn)定。

螺桿泵可以在高黏度、含氣的管道上使用。

3 結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，可以得出如下結(jié)論：

1）螺桿泵與離心泵相比輸油效率高，輸油單耗少，節(jié)電效果明顯[2]。

2）三元站外輸系統(tǒng)應(yīng)用螺桿泵，可以有效避免因剪切作用對(duì)外輸液破乳效果的影響，完全適用于三元采出液的外輸。

3）離心泵對(duì)水驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸油乳化程度影響不大，對(duì)聚驅(qū)轉(zhuǎn)油站外輸油乳化程度影響較大。

4）螺桿泵與離心泵相比運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)，操作更簡(jiǎn)單。

[1]宋波.油氣集輸中螺桿泵應(yīng)用研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012(5):151.

[2]趙金文.雙螺桿泵在集輸泵站中的應(yīng)用[J].勝利油田職工大學(xué)學(xué)報(bào),2009(4):45-46.