螺杆泵在三元采出液外输系统应用效果分析

胡志伟（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

随着三次采油的不断深入，三元采出液的处理难度逐步加大，存在破乳难等问题，由于离心泵的剪切，影响了三元采出液的破乳效果，给下游站的处理增加了难度。由于中转站处理后的外输液存在较多泡沫，使离心泵泵效降低，不但影响外输效果，而且增加了耗电量。通过对输液泵的更换，达到减少影响破乳效果、节能降耗的目的。

1 螺杆泵的工作原理及特点

螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体，泵内部主要由主动螺杆、从动螺杆和包容螺杆的衬套组成密封腔，主动螺杆由电动机带动回转，从动螺杆随主动螺杆作反向旋转，主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形一样[1]。

螺杆泵具压力高而均匀，流量均匀，转速高等特点。

2 螺杆泵应用现状及效果

全厂现有转油（放水）站50座，放水站3座，其中有3座转油站和1座放水站的输液泵为螺杆泵，均为三元站，目前均正常使用。其中三元-3转油站、三元-4转油放水站投产时输液泵即为螺杆泵，聚杏北五转油站和杏六联放水站输油泵，在2013年6月和7月分别进行改造，投运后由于泵剪切引起的乳化得到有效改善，且节电效果明显。

2.1 单耗分析

2.1.1 换泵前后单耗分析

在电动机各项参数和泵的排量不变的工况下，取聚杏北五转油站和杏六联放水站换泵前后单耗数据进行分析，其外输液单耗均有下降，分别由原来的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，应用螺杆泵后节电效果明显，平均单耗为原来的46%和59%，平均日节电为1278 kWh与1200 kWh，见图1、图2。

图1 聚五转油站1#输油泵单耗曲线

2.1.2 相同参数的离心泵与螺杆泵单耗分析

统计全厂与三元-3转油站和三元-4转油放水站外输泵，螺杆泵与离心泵运行时单耗对比：排量280m3/h和150m3/h的螺杆泵比同排量离心泵的平均单耗分别少0.30 kWh/t和0.16 kWh/t，平均日节电为947 kWh和172 kWh，见表1。

图2 杏六联放水站2#输油泵单耗曲线

表1 螺杆泵与离心泵能耗情况对比

2.2 换泵前后泵效分析

换泵后聚杏北五转油站与杏六联放水站输油泵泵效均有明显提高，分别由换泵前60.13%和61.18%，上升到目前63.91%和74.50%，提高了3.78和13.32个百分点，见图3、图4。

2.3 换泵前后外输液乳化分析

2.3.1 三元站换泵前后外输液乳化对比分析

通过在聚杏北五转油站、杏六联放水站外输离心泵前后取样，静止沉降后观察油水分离情况，外输离心泵泵后油样乳化程度明显加大，油水分离效果明显比泵前油样差，见图5。

图5 油水分离效果

2013年6月25日和8月12日先后对聚杏北五转油站与杏六联放水站的外输螺杆泵进行投运，运行后分别对两站外输螺杆泵前后取样，通过观察可以看出螺杆泵增加乳化程度很小，三元液在经过螺杆泵前后油水分离情况基本无变化。

2.3.2 分析水、聚驱离心泵对外输液乳化

分别取水驱与聚驱转油站外输泵进出口油样观察自然沉降，通过观察得出离心泵对水、聚驱转油站外输油破乳效果均有影响，对聚驱转油站外输油乳化程度影响较大，且短时间内不容易恢复。而对水驱转油站外输油乳化程度影响较小，且能够在较短时间内得到恢复，见图6。

图6 外输离心泵前后外输液乳化效果

2.4 换泵前后岗位操作情况

换泵后启停泵操作简单化，启泵时无需关闭泵出口闸门，即可直接启动。且气泡对螺杆泵的影响不大，排量稳定。

螺杆泵可以在高黏度、含气的管道上使用。

3 结论

通过现场测试和对现场相关生产运行数据分析，可以得出如下结论：

1）螺杆泵与离心泵相比输油效率高，输油单耗少，节电效果明显[2]。

2）三元站外输系统应用螺杆泵，可以有效避免因剪切作用对外输液破乳效果的影响，完全适用于三元采出液的外输。

3）离心泵对水驱转油站外输油乳化程度影响不大，对聚驱转油站外输油乳化程度影响较大。

4）螺杆泵与离心泵相比运转更平稳，操作更简单。

[1]宋波.油气集输中螺杆泵应用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2012(5):151.

[2]赵金文.双螺杆泵在集输泵站中的应用[J].胜利油田职工大学学报,2009(4):45-46.