改进的油/水输送系统

16.12.2022
当油田的一口井第一次打开时,通常有足够的压力和体积让石油、天然气和水到达地面。然而,随着时间的推移,最初的升力会减少,必须采用人工举升方法将这些资源推到地面。
改进的油/水输送系统

(图片来源:NETZSCH Pumps North America, LCC)

最常用的人工举升方法包括螺杆泵(PCP)、抽油杆举升、柱塞举升、气举、液压举升和电潜泵(ESP)。每种都有针对特定应用的特殊优势。

传统的抽水方法被证明是不可靠的
NETZSCH与DXP合作,开始与一家采用气举方法的中西部石油生产商进行讨论。该油田采用气举人工举升法设计了一个多垫层(3)井场。

在该系统中,高压气体被注入井筒,迫使流体流向地面。然后,每口井将气体和液体送入专用的两相水平分离器,将大部分气体从井液中分离出来。然后气体被引导回压缩机,重新注入井筒。

液体和残留气体(未在初始相分离)被送到垂直的两相分离器进行进一步处理。残留气体上升到分离器顶部,反馈到压缩机。然后,由油、水和一些固体组成的液体被强制送入泵送系统,通过管道输送到中央处理设施(CPF),在那里油与水分离。CPF距离井场约15英里。

传统的技术
迄今为止,将液体移动到CPF的最常用方法是使用离心泵。然而,在这种情况下,使用离心技术时会遇到几个问题:

  • 不能处理不断变化的吸入和排出压力并保持一致的流量。
  • 无法处理粘度波动并保持恒定的流速。
  • 无法处理流体中可能存在的固体,而不会造成严重磨损。

当吸入压力变化时,离心泵无法保持恒定的流量。当放电压力波动时也是如此。为了提供一致的流量,必须使用控制阀和其他仪器来确保离心泵在其最佳效率点(BEP)运行。否则,产量将大幅下降。

粘度波动是离心泵的挑战,因为流量输出受到影响。例如,随着粘度的增加,离心泵的流量将开始迅速下降,产量降低。

离心泵的叶轮高速转动不能处理固体或磨料而不加速磨损。由于转速高(3600转/分),固体和磨料会引起叶轮的快速磨损,导致产量减少和维护成本高。

尼莫螺杆泵解决每一个问题
NETZSCH NEMO PC泵可以控制吸入和排出压力的波动,同时保持一致的流量。泵送流体粘度的变化不影响流量,允许生产继续在所需的最高水平。泵速由变频器控制,以满足生产流量。PC泵可以满足宽转速范围内的压力要求。

NETZSCH NEMO PC泵可以处理流体中可能存在的固体和磨料,磨损很小。这是因为泵送元件内部有较低的内部泄漏(滑移),这是转子和定子之间适当大小的压缩配合的结果。

为了满足生产商提供的应用条件(每台泵7,500 bpd / 51 m3/h,吸入压力高达250 psi / 1.7 bar,压差为500 psi / 3.4 bar), NETZSCH工程师选择了型号为NM076SY的NEMO泵。由于三口井的总产能高达3万桶/天/ 204立方米/小时,NETZSCH建议使用4台泵。NETZSCH NEMO泵提供SAE 316SS材料和NEMOLAST S459/S91定子。

NETZSCH与其他不断进步的空腔泵制造商的区别之一是能够提供许多不同的宇宙接头选项,以满足苛刻的泵应用。在这种情况下,NETZSCH工程师推荐了Z型接头。Z型双密封枢轴接头用于流量和压力高,扭矩和轴向载荷最高的情况。该接头充油密封,采用两个独立的密封件,可抵抗和兼容润滑剂和泵送流体。它是为在最高负荷下的连续重载操作而设计的。

该接头还具有平衡密封的特殊设计。平衡密封称为均衡器。均衡器是一个滑动活塞,它位于管耦合杆上,并以与密封外部增压相同的速率对润滑油施加压力。这种平衡密封设计能够使手柄的吸入压力高达1000psi / 69 bar。

NETZSCH与DXP合作,提供了一个完整的重型工字钢滑橇,由泵、电机、变速箱、压力表和传感器以及阀门组成。所有4个泵都安装并固定,以确保平稳运行。DXP和NETZSCH的工程师到场,以确保顺利启动,并一直在日常运行。

生产商对NETZSCH泵的性能以及NETZSCH/DXP合作伙伴的服务和支持非常满意。NETZSCH还购买了更多的设备,并计划在未来的井场使用NETZSCH泵,将产出水/油混合物输送到中央处理设施。

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