试论国内外油气混输泵技术的研究和发展（二）
2015-12-25
02.几个主要国家研究油气混输泵的情况
各国选择的泵的类型如表1所示,各国对油气混输泵进行研究的主要内容、方向及目的见表2，混输的优缺点见表3。一台油气混输泵从性能上主要可用三个指标来衡量：一是压力，二是油气比适用范围，三是效率。如果三个指标都高，性能就越好。表4列出目前研究的程度及存在的问题。
表1：各国选择的油气混输泵的类型情况分析
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美国 |
英国 |
德国 |
日本 |
中国 |
俄罗斯 |
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螺旋泵 |
螺杆泵 |
螺杆泵 |
离心泵 |
螺杆泵 |
螺杆泵 |
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液环泵 |
轴流泵 |
旋涡泵 |
旋涡泵 |
液环泵 |
液环泵 |
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离心泵 |
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螺杆泵 |
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表2：对油气混输泵进行研究的内容及方向
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泵的类型 |
主要研究的内容、方向 |
目的 |
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螺杆泵 |
①单螺杆和双螺杆 |
①提高混输的油气比 |
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②螺杆的形状 |
②解决发热和抗砂的能力 |
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③螺杆的受力、发热和因发热而引起的密封的问题 |
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液环泵 |
①结构改造，如采用动壳、多级 |
①提高压力 |
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②泵结构参数优化 |
②提高效率 |
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③大直径的密封问题 |
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离心泵 |
①结构改造，如采用串联叶轮，导叶结构 |
关键是提高混输的油气比 |
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②改进叶轮的结构和形状 |
表3：各类泵混输的优缺点
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混输的优缺点 |
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泵的类型 |
优点 |
缺点 |
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螺杆泵 |
压力高（可达（5~20）*105Pa |
混输压力随油气比的增大而减少，油气比范围小，一般＜20；螺杆易折断，发热大，怕砂子 |
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效率高（20%~50%） |
加工精度高，需专用机床，价格高 |
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排量可较大 |
（国际15~20万美元；国内20~30万人民币） |
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结构简单 |
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轴流泵 |
油气比适用范围大（可达10~1000） |
压力低（＜3*105Pa（普通）；（4~15）*105Pa（新型）） |
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不怕砂子（液环泵内部间隙相对较大 |
效率低（10%~40%） 排量小（120~600m3/h） |
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价格低（国内10~20万人民币 |
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轴流泵 |
排量特别大（1500m3/h）；结构简单。 |
油气比范围小（＜10），随着油气比增大，泵性能恶化 |
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效率较高，采用多级，压力可较高 |
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离心泵 |
压力，排量均可高，结构简单，制造方便 |
气液比范围很小 |
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成本低，效率较高，不怕砂 |
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旋涡泵 |
流量大，压力较普通液环泵高 |
气液比范围小（＜10），效率低，结构复杂 |
表4：存在的问题
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泵的类型 |
研究的程度及存在的问题 |
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螺杆泵 |
①双螺杆泵比单螺杆更能适应大油气比，可达到含气90%，少数国家如美国已可处理100%液体到100%的气体。 |
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②泵的特性在理论上还不太清楚。 |
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③当含气量增大，长期运转工作，导致泵发热的问题还没有得到很好的解决。 |
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④油气混输泵技术开始成熟了，主要是指的螺杆泵，美国、德国有少量产品出口。各国做了很多的试验研究工作。 |
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①采用新型结构的液环泵，压力可提高到（10~15）*105Pa，但效率仍然较低，结构还有待进一步改进。 |
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液环泵 |
②价格比普通液环泵要高，但仍比螺杆泵要低很多。 |
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③泵特性基本清楚。 |
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这方面中国做了大量的试验研究工作 |
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离心泵 |
一般离心泵混入一点空气就不能正常工作，现通过结构改造，混入20%的气体仍可工作，但这远远达不到油气混输的要求，如论从理论上还是结构上将有待进一步的研究和开发。 |
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这方面日本做了很多试验研究工作。 |
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轴流泵 |
采用螺旋式轴流泵，可提高混输的气液比，英国做了一些试验研究工作。 |
2.我国油气混输泵技术的发展概况
我国油气混输泵技术的发展大致可分为三个阶段：其一，60年代~70年代为提出及初步试验阶段随着大庆、胜利大油田的开发,油气混输泵技术被提到议事日程。院校以北京石油学院为主，他们首先从石油部得到信息，迅速立题，很快在实验室搞试验。后期与大庆油田合作搞工业试验。油田以大庆油田、胜利油田为主。大庆油田设计院成立了攻关组，抓了几个油气混输泵试验点，并经常开展全油田技术交流。胜利油田采油处负责抓这项工作。到70年代中期至80年代初已达到700多台螺杆泵混输的规模。后因泵本身的技术不过关，加上油田气量逐渐减少，油气混输研究进行较慢；其二，80年代为继续研究阶段在这一期间进行一定的工业性试验,如胜利油田的孤岛油田曾进口一台德国鲍曼公司的螺杆混输泵进行工业性试验,试验结果也很好。另外,有些油田也曾开发过井下油气混输泵和采用国产的技术尚未完全过关的油气混输泵进行工业性试验；其三，90 年代初,随海洋油田、新油田的开发,油气混输泵技术重新提出并受到重视。原石油天然气总公司,《九五》规划拨款1000多万元,对油气混输泵技术进行全面研究和开发,并从二相流动等基础性研究开始。原生产螺杆泵的天津泵业集团从国外引进全套油气混输泵技术,与德国鲍曼公司合资生产双螺杆泵,今年内可望出产品。大庆油田向国外买了一台油气混输泵,准备自己开发。1995年我院科研处与天津大港油田科技处也有共同开发液环混输泵的意向。天津大港油田1997年买了天津泵业集团生产的螺杆混输泵进行试验,准备自己开发。国内与国外相比,在油气混输技术方面投入的人力、智力、经费等还存在很大的差距,相信这种情况会很快得到改变。