隔膜泵在低產油田集輸工程中的應用

關運忠,關舉忠,卜開洋,徐亞麗,朱德鴻

(1.中國石化華北分公司a.鹽池采油廠;b.維護保障中心,山西晉中030600; 2.河南油田第二采油廠,河南南陽473400)

隔膜泵在低產油田集輸工程中的應用

關運忠1a,關舉忠1b,卜開洋1a,徐亞麗1a,朱德鴻2

(1.中國石化華北分公司a.鹽池采油廠;b.維護保障中心,山西晉中030600; 2.河南油田第二采油廠,河南南陽473400)

陜甘寧地區地形復雜,小產量油井多,井位分散。用DY型多級離心泵無法解決長距離集輸的管堵、井口壓力高等問題。采用改進的JM系列高壓液壓隔膜式計量泵能夠解決低產油井在地形復雜情況下長距離輸油問題。分析了低產、低滲油田和氣田采用JM系列隔膜泵的結構區別和在低產油田的應用特點。

隔膜泵;低產低滲;集輸;應用

隨著陜甘寧地區低產、低滲油田[1]開采的不斷擴大,單油井采油費用高、不便于管理、地形復雜等給低產油井集輸帶來一定困難。目前存在的主要問題是油井單井產量低,日產油平均只有4 m3;冬季井口原油溫度低(15°左右),凝固快,經常造成管線堵塞,管線清理困難;井口壓力高等。采用JM系列隔膜泵能夠解決這些問題。

1 輸油管網計量接轉站存在的問題

輸油管網計量接轉站由計量裝置、緩沖罐、輸送泵等組成,原油采輸流程如圖1。井口來油經過進站閥組分配后,計量井通過熱交換器加熱進入單井計量分離器進行計量分離,再與其他各井來油匯總,通過匯管進入聯合站,投產后單井井口壓力>3 MPa,產量下降明顯,后改為在計量轉接站增加緩沖罐來降低井口壓力,用DY型多級泵來解決管線輸油難問題。由于產液量低,DY型多級泵輸油是以間歇方式工作,間隔時間長,原油結蠟快,易堵塞管線,而再次啟動時易造成憋泵,引發事故。由于流量少,采用投球方法更加劇了管線堵塞的幾率。

圖1 原油采輸流程

2 JM系列隔膜泵結構及特性分析

2.1 存在的問題

中石化華北分公司首先在大牛氣田采用改進后的JM系列隔膜式計量泵[2-3],主要用于注入甲醇來防止水合物的生成,結構如圖2。為解決石油集輸存在的問題,選用JM-T2B3600/6.0型隔膜式無泄漏計量泵[4-5]進行試驗,隔膜泵要求介質溫度為-30～150°、所含顆粒度<011 mm、粘度為013～800 mm2/s的腐蝕或非腐蝕液體,而原油所含砂礫和雜質粒度遠遠大于0.1 mm,增加精細過濾后,毎隔1 h要停機清理污垢還達不到工作要求。

圖2 JM系列隔膜式計量泵結構

2.2 特性分析

隔膜泵[6]的特性主要體現在泵頭部分,在無需任何冷卻裝置的情況下,柱塞密封也不會產生高溫現象。由于采用內循環壓力平衡系統及優良材質,使隔膜泵上的膜片及柱塞密封填料等易損件的使用壽命大大延長,更換周期可達1 a以上。泵的單向閥采用平板閥[7],解決了高壓下單向閥容易卡死的問題,但從隔膜泵的使用介質參數可以看出,平板閥不適合原油介質的輸送條件。

2.3 解決方案

a) 改變隔膜泵進、出口單向閥的結構,將平板閥改為球閥(如圖3～4)。

b) 在緩沖罐中增加加熱盤管,降低介質粘度。

c) 更換快速過濾器,減少停機時間。

圖3 改進前的單向閥閥組

圖4 改進后的單向閥閥組

2.4 使用效果

改進后的JM-T2B3600/6.0型隔膜式無泄漏計量泵在低產低滲油田集輸中投入使用后,半自動調節流量解決了間隔輸油出現的管堵問題,降低了管線和井口壓力,達到即產即輸的效果,增加了計量準確率,降低了員工勞動強度。

3 在低產油田的應用特點

由于集輸中的石油和甲醇等物質多為腐蝕性液體,而在JM系列隔膜泵中,藥劑不與泵的活塞直接接觸,隔膜、加藥頭、閥球等與藥劑接觸部位的材質為耐腐蝕材質,能夠滿足腐蝕性要求,所以在低產油田大多采用JM系列隔膜泵集輸石油。

a) JM系列隔膜泵采用內循環壓力平衡系統及優良材質,大大延長了隔膜泵膜片及柱塞密封填料等易損件的使用壽命,更換周期達1 a以上。

b) 有較強的自動排污功能,從而保持了流量的高精度。隔膜計量泵投藥特點是集計量與投加功能于一體,計量準確,整機運行平穩可靠,無震動,可根據流量信號和水質信號自動進行復合循環投加。

c) 操作十分簡便,維護工作量大幅度減少。

隔膜泵雖然具有很多優點,但是由于進、出口閥采用球閥式比平板式運行噪聲大,而且運行相同的時間隔膜泵的機箱溫度偏高,但不影響隔膜泵的使用功能。

4 結論

1) 改進的JM-T2B3600/6.0型隔膜式計量泵改善了DY型多級泵易憋泵造成事故和泄漏嚴重的現象,可在無泄漏狀況下輸油,且操作簡便,維護工作量大幅度減少。

2) 采用改進的隔膜泵后,井口壓力明顯降低,保障了油井的正常生產,提高了采油效率,節約了生產成本。

3) 輸油基本達到半自動化,管線清理工作量明顯減少。

4) 低產低滲油田集輸選用JM系列型隔膜式無泄漏計量泵進行遠距離輸油效果好,具有推廣和應用價值。

[1] 王鳳琴,廖紅偉,蔣峰華,等.低滲油田注水能力下降原因分析及其對策研究[J].西安石油大學學報:自然科學版,2009,24(1):52-55,60.

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Application of Hydraulic-driven Diaphragm Pump for G athering and Transportation in Low Productive Oilfield

GUAN Yun-zhong1a,GUAN Ju-zhong1b,PIAO Kai-yang1a,XU Ya-li1a,ZHU De-hong2
(1.a.Yanchi Oil Production Plant;b.Center of Maintain,Huabei Company of Sinopec,J inzhong030600,China; 2.No.2Oil Production Plant,He’nan Oilf ield,N anyang473400,China)

Shan-Gan-Ning region is a complicated area with low production wells and separated locations.DY serial multi-step centrifugal pumps can not be used for long distance transport because of blocking and high pressure at well head.JM serial high pressure hydraulic-driven diaphragm metering pumps were selected to use and they eliminated the above mentioned problems. The analysis of low production and low permeation oilfield was made to compare the pump structural configuration used in gas field and the features of JM serial pumps were obtained.

diaphragm pump;low production and low permeation;gathering and transport;application

1001-3482(2010)04-0089-03

TE938.203

B

2009-10-16

關運忠(1968-),男,山東梁山人,1990年畢業于鄭州地質學校,主要從事設備管理工作,E-mail:hbjgyz1968@ 126.com。