油气混输泵的研究现状

油气混输泵的研究现状

王润轩 王路 郑朋(常州大学,江苏 常州 213002)

油气集输就是指把油井所生产的原油、天然气和其余产物聚集起来，通过处理和加工输到炼油厂和天然气用户的工艺全过程，主要包含油气分离和计量、原油脱水、天然气净化、轻烃回收等工艺。从工艺上，油气集输可以分为石油天然气分的别集输和混合集输两大类。近几十年来，随着海上油气田的建设日趋增加，油气混输不需要增加分离装置，也能够削减铺设的管道量，适合与原油混合物的远距离输送，在还有开发中可节约大量资金，因此，油气混输泵的研究也逐渐成为热门课题。目前，国际上以美国、英国、德国、日本的技术相对成熟，我国还尚处在研究阶段，暂时没有产品出口国外。

1 油气混输泵的国内外研究现状

油气混输工艺最先开始于20世纪60年代，油气混输泵是该工艺的核心。几十年来，油气混输泵是各个发达国家的热门课题。尤其在近十年，美国、德国、英国、日本等国家先后投入巨资研发，也取得了相应的研究成果。在上世纪70年代，英国、法国、挪威等欧洲产油国开展了多个多相混输的研究项目，在多相混输泵、水合物抑制、多相管流压降算法等方面展开了研究，到90年代，已经形成了比较完善的研究体系，一些研究成果已经商业化，如多相管流的计算软件等。在技术应用方面，在新近开发的油田中利用多相混输技术具有客观的经济效益。1994年，FRAMO公司将多相泵应用于Draugen平台上，使得该油田的油气水总产量从1900提高到了3100，增加约50%左右，其中原油净产量增长了40%。

国内的研究始于60年代，首先是三螺杆、多螺杆多相泵在大庆油田对的开发。随后，中原油田在其三个采油厂的计量站试验了16台单螺杆油气混输泵以及4台LWB型双螺杆油气混输泵，实验结果是井口回压降低了，产液量增加了，同时降低了生产过程中的管理难度，节约了运行费用，深受基层单位的好评。在青海油田采油二厂和一厂计量站安装了17台单螺杆油气混输泵，降压效果十分明显，试验结果十分可观。在胜利油田东辛采油厂151计量站等处分别安装了MPS型双螺杆油气混输泵及MW型双螺杆油气混输泵，通过现场的应用，井口回压下降了至少0.4Mpa以上。此外，我国在水合物形成条件、多相混输泵应用研究、水合物的预防、段塞流形成条件等方面也取得了一定的突破。

2 多相混输技术的优缺点

（1）在自然环境比较恶劣的油田生产中，油气水的集中处理站的建设以及庞大的配套工艺措施建设耗资巨大，而多相混输技术适用于长距离输送。因此，可以采用多相混输技术，减少处理站的建设和投资，降低油气开采成本。

（2）在海上采油中，运用采用多相混输技术，可以减少油气分输的管道的铺设，能够在很大程度上节约工程投资，同时可以缩短工期，从而使油田尽快投入开发。

（3）对于一些没有开采价值的边际油田，采用多相混输技术，可以使深海油田、沙漠油田、边际油田以及小储量卫星油田具有一定的经济效益。

3 油气混输泵的分类

油气混输泵按适用场合主要分为路上多项泵和水下多项泵两类；按工作原理可分为叶片式多相泵和容积式多相泵。其中，叶片式多项泵包括螺旋轴流式多项泵、离心泵等，它的主要优点在于结构比较简单，适应于大流量输送，缺点是所输送的气液比的范围较小；容积式多项泵主要包括单、双螺杆泵，它的主要优点是可以输送含气量比较高的混合介质，缺点是结构比较复杂，对固体颗粒比较敏感。由于不同的泵型有着各自的优缺点，适应的环境和范围不同，因此，对于不同的油田可以使用不同的泵型，也可以相互组合，让它们相互补充。

4 我国油气混输泵的研究

在多相混输技术中，最关键的是油气混输泵。油气混输泵包括了泵和压缩机两方面的性能。其中，泵的性能决定了油气混输效果的好坏。在油田开采中，地层的情况会随着开采过程发生比较大的变化，使得油、气、水的含比重不稳定，而压力也会发生相应变化，这就必须研究输送多相流的混输泵。目前我国研究的是螺杆泵和液环泵。

表1 螺杆泵和环液泵的性能对比

油气混输泵可以通过压力、油气比的适用范围和效率来评价好坏。各项指标越高，油气混输泵越好。

5 油气混输泵的应用前景

目前,油气混输泵用在油田的油、气、水混输过程中，它也是油气集输设备中最重要的部分。它不需要中转站，可直接将油气混输送到集中处理中心。最重要的是它能降低井口回压，从而提高油井的产量，升高温度，减少抽油泵的漏失，提高油气采收率。此工艺基本处于降低井口回压和干线压力、增加产液量的发展阶段。在增液方面，通常可达到5%-11%；综合以上看来，油气混输泵有着非常广阔的应用。好好运用多相泵输送技术在油田开发生产上，可以降低生产工作量，减少处理中心的建设，能够获得更大的经济效益。

[1]朱志东,于德军,霸磊.多相泵的发展与应用概述[J].水泵技术,2012(2).

[2]商联,王志坚．油气混输泵的现场应用[J]．油气田地面工程，2002,21(1):54.

[3]李军峰.油气混输泵的研究与发展[J].辽宁化工,2011, 40(9)：938-940+949.

王润轩（1994-），男，汉，甘肃平凉人，常州大学，2013级石油工程专业本科在读，研究方向：油气田的勘探开发钻井及油气开采；

王路（1994-），男，汉，陕西汉中人，常州大学，2013级石油工程专业本科在读，，研究方向：油气田的勘探开发钻井及油气开采；

郑朋（1994-），男，汉，江苏徐州人，常州大学，2014级石油工程专业本科在读，研究方向：油气田的勘探开发钻井及油气开采；