螺桿泵在三元采出液外輸系統應用效果分析

胡志偉（大慶油田有限責任公司第四采油廠）

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。通過對輸液泵的更換，達到減少影響破乳效果、節能降耗的目的。

1 螺桿泵的工作原理及特點

螺桿泵是利用螺桿的回轉來吸排液體，泵內部主要由主動螺桿、從動螺桿和包容螺桿的襯套組成密封腔，主動螺桿由電動機帶動回轉，從動螺桿隨主動螺桿作反向旋轉，主、從動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壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉動和嚙合，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時被不斷向前推進的情形一樣[1]。

螺桿泵具壓力高而均勻，流量均勻，轉速高等特點。

2 螺桿泵應用現狀及效果

全廠現有轉油（放水）站50座，放水站3座，其中有3座轉油站和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轉油站、三元-4轉油放水站投產時輸液泵即為螺桿泵，聚杏北五轉油站和杏六聯放水站輸油泵，在2013年6月和7月分別進行改造，投運后由于泵剪切引起的乳化得到有效改善，且節電效果明顯。

2.1 單耗分析

2.1.1 換泵前后單耗分析

在電動機各項參數和泵的排量不變的工況下，取聚杏北五轉油站和杏六聯放水站換泵前后單耗數據進行分析，其外輸液單耗均有下降，分別由原來的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，應用螺桿泵后節電效果明顯，平均單耗為原來的46%和59%，平均日節電為1278 kWh與1200 kWh，見圖1、圖2。

圖1 聚五轉油站1#輸油泵單耗曲線

2.1.2 相同參數的離心泵與螺桿泵單耗分析

統計全廠與三元-3轉油站和三元-4轉油放水站外輸泵，螺桿泵與離心泵運行時單耗對比：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，平均日節電為947 kWh和172 kWh，見表1。

圖2 杏六聯放水站2#輸油泵單耗曲線

表1 螺桿泵與離心泵能耗情況對比

2.2 換泵前后泵效分析

換泵后聚杏北五轉油站與杏六聯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個百分點，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比分析

通過在聚杏北五轉油站、杏六聯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日先后對聚杏北五轉油站與杏六聯放水站的外輸螺桿泵進行投運，運行后分別對兩站外輸螺桿泵前后取樣，通過觀察可以看出螺桿泵增加乳化程度很小，三元液在經過螺桿泵前后油水分離情況基本無變化。

2.3.2 分析水、聚驅離心泵對外輸液乳化

分別取水驅與聚驅轉油站外輸泵進出口油樣觀察自然沉降，通過觀察得出離心泵對水、聚驅轉油站外輸油破乳效果均有影響，對聚驅轉油站外輸油乳化程度影響較大，且短時間內不容易恢復。而對水驅轉油站外輸油乳化程度影響較小，且能夠在較短時間內得到恢復，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單化，啟泵時無需關閉泵出口閘門，即可直接啟動。且氣泡對螺桿泵的影響不大，排量穩定。

螺桿泵可以在高黏度、含氣的管道上使用。

3 結論

通過現場測試和對現場相關生產運行數據分析，可以得出如下結論：

1）螺桿泵與離心泵相比輸油效率高，輸油單耗少，節電效果明顯[2]。

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

3）離心泵對水驅轉油站外輸油乳化程度影響不大，對聚驅轉油站外輸油乳化程度影響較大。

4）螺桿泵與離心泵相比運轉更平穩，操作更簡單。

[1]宋波.油氣集輸中螺桿泵應用研究[J].中國石油和化工標準與質量,2012(5):151.

[2]趙金文.雙螺桿泵在集輸泵站中的應用[J].勝利油田職工大學學報,2009(4):45-46.