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秦皇島33-油田注水泵選型研究

來源:博山東方水泵    發布時間:2019-02-13 11:14    瀏覽量:

  由于秦皇島33-1油田具有注水量小、注水壓力高的特點,本文從離心泵、往復泵和高速旋轉噴射泵的工作原理出發,對注水泵的選型進行了比較,可供設計人員。

  離心泵;往復泵;高速旋轉噴射泵;選型秦皇島33-1油田位于渤海中西部海域,距天津塘沽港約180km,距河北京唐港約32km,距秦皇島32-6油田FPSO約14.3km,水深21m.油田注入水為水源井水,采用同井抽注,即同一口井既作取水井,又作注水井,在不同的層系實現取水與注水。注水泵是油田注水系統的關鍵設備,如何保障注水系統高效、平穩、經濟運行是個重要課題。本文對秦皇島33-1油田注水泵的選型進行了分析對比,供設計人員。

  1注水泵選型對比54m3/h,若配備2臺注水泵,則每臺流量27m3/h,排出壓力為10Mpa.該油田為邊際油田,為節省投資,決定不配備用泵。設計配注水泵2臺,每臺流量30m3/h,排出壓力10Mpa.注水系統注水泵選型作了多級離心泵、旋轉噴射泵和往復泵的比較,情況如下:1.1離心泵離心泵具有性能適應范圍廣、流量均勻、結構簡單、運轉可靠和維修方便等優點,在工業生產中應用為廣泛。除在高壓小流量或計量時常用往復泵,液體中含氣時常用漩渦泵和容積式泵,高粘度介質常用轉子泵外,其余大多數場合,均使用離心泵。

  離心泵由葉輪、軸、泵殼、軸封及密封環等部件組成。泵的殼體(即泵體和泵蓋)構成泵的工作室。葉輪、軸和滾動軸承等為泵的轉子。懸架軸承部件支承著泵的轉子部件,滾動軸承承受泵的徑向力和軸向力。為了平衡泵的軸向力,大多數泵的葉輪前、后均設有密封環,并在葉輪后蓋板上設有平衡孔。由于有些泵的軸向力不大,葉輪背面未設密封環和平衡孔。泵的軸向密封由集裝式單端面機械密封來實現。泵的葉輪有平衡孔,當泵運行時,平衡孔處產生負壓,很容易沿著軸套表面進氣,故通過旁路管線將泵出口處的介質引入機械密封,對機械密封進行沖洗、潤滑后經平衡孔流入泵室。由于泵出口壓力高于大氣壓,使得葉輪背面液體壓力大于大氣壓,因而不存在漏氣問題,同時在機械密封處會有微量泄漏,屬正?,F象。

  一般離心泵啟動前泵殼內要灌滿液體,當原動機帶動泵軸和葉輪旋轉時,液體一方面隨葉輪作圓周運動,一方面在離心力的作用下自葉輪中心向外周拋出,液體從葉輪獲得了壓力能和速度能。當液體流經渦殼到排液口時,部分速度能將轉變為靜壓力能。在液體自葉輪拋出時,葉輪中心部分造成低壓區,與吸入液面的壓力形成壓力差,于是液體不斷地被吸入并以一定的壓力排出。

  目前,注水泵大都選用多級離心泵,大排量的離心泵效率較高,而小流量、高揚程的多級離心泵效率較低,這使得電機的軸功率較大。根據秦皇島33-1注水泵的參數要求,流量30m3/h,排出壓力10Mpa,每臺泵電動機軸功率170kW,泵葉輪達17級之多,泵自身平衡及檢修可能會產生較多問題。

  1.2往復泵往復泵適用于輸送流量較小、壓力較高的各種介質。當流量小于100m3/h,排出壓力大于10Mpa時,有較高的效率和良好的運行性能。

  在往復泵中,電動機通過高、低速聯軸器和硬齒面減速器,帶動泵的曲軸旋轉,曲軸帶動連桿、柱塞做往復運動。當柱塞向后運動時,進液閥打開,液體進入泵體,直到柱塞移到后位置:甄敏鋼(1981―),男,河北保定人,碩士研究生,工程師。主要從事海洋石油平臺機械和HVAC方面的設計工作。

  為止(曲軸轉動180)吸入過程結束。柱塞開始向前運動,此時泵體的閥腔內的液體受擠壓,壓力升高,因而進液閥關閉,排液閥被打開,液體被柱塞推動,經排液閥被排出。

  往復泵由柱塞在缸套中作往復運動排出水量,其排量很小,過分提高流量,勢必增加缸套與柱塞的直徑,柱塞的脈沖運動量就會增加,導致泵體震動較大,縮短柱塞的使用壽命。從目前的使用情況看,往復泵一般排量都在50m3/h以下,使用效果比較理想的排量在30m3/h左右,在此狀態時,注水泵的運行比較平穩,往復泵壽命較長。

  1.3高速旋轉噴射泵旋轉噴射泵是一種新型高揚程、小流量的單級離心泵。液體經轉子蓋形成的通道進入高速旋轉的轉子內,在離心力的作用下,在葉輪內獲得一定能量從軸向流出葉輪,進入轉子腔,然后進入集流管。集流管相當于普通離心泵中的螺旋壓水室,是一個擴散管,所以在集流管中液體的速度降低而壓力增加,終輸出很高壓力的液體。

  國內旋噴泵的研制起步較晚,雖然也有廠家試制過,但效率較低,與國外產品相比,在性能上存在著較大差距,目前此類產品多為國外生產。

  2方案比較離心泵、往復泵和旋轉噴射泵的比較見表1.表1離心泵、往復泵和旋轉噴射泵比較序號指標多級離心泵旋轉噴射泵往復泵介質溫度(c)常溫輸送介質地層水+生產水結構型式離心三缸、單作用、往復泵密封方式單封填料密封泵軸功率(kW)泵的效率優缺點比較投資大,效率相對低,僅50左右;但使用時間,維護量相對往復泵要低。

  造價較高,更換集液管的費用較高。

  1.配套性強、適應介質廣泛;2.在流量比較小排出壓力又很高的情況下,整機效率高、運轉經濟性好;3.流量恒定且與排出壓力無關。

  價格(萬元/臺)3結論對于注水量小、注水壓力高的注水泵,往復泵水力性能比離心泵好,漏水量比離心泵要小,泵效比離心泵高得多,節電效果顯著,初始投資相對較小。注水系統所用注水泵,選用往復

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