隔膜泵在低产油田集输工程中的应用

关运忠,关举忠,卜开洋,徐亚丽,朱德鸿

(1.中国石化华北分公司a.盐池采油厂;b.维护保障中心,山西晋中030600; 2.河南油田第二采油厂,河南南阳473400)

隔膜泵在低产油田集输工程中的应用

关运忠1a,关举忠1b,卜开洋1a,徐亚丽1a,朱德鸿2

(1.中国石化华北分公司a.盐池采油厂;b.维护保障中心,山西晋中030600; 2.河南油田第二采油厂,河南南阳473400)

陕甘宁地区地形复杂,小产量油井多,井位分散。用DY型多级离心泵无法解决长距离集输的管堵、井口压力高等问题。采用改进的JM系列高压液压隔膜式计量泵能够解决低产油井在地形复杂情况下长距离输油问题。分析了低产、低渗油田和气田采用JM系列隔膜泵的结构区别和在低产油田的应用特点。

隔膜泵;低产低渗;集输;应用

随着陕甘宁地区低产、低渗油田[1]开采的不断扩大,单油井采油费用高、不便于管理、地形复杂等给低产油井集输带来一定困难。目前存在的主要问题是油井单井产量低,日产油平均只有4 m3;冬季井口原油温度低(15°左右),凝固快,经常造成管线堵塞,管线清理困难;井口压力高等。采用JM系列隔膜泵能够解决这些问题。

1 输油管网计量接转站存在的问题

输油管网计量接转站由计量装置、缓冲罐、输送泵等组成,原油采输流程如图1。井口来油经过进站阀组分配后,计量井通过热交换器加热进入单井计量分离器进行计量分离,再与其他各井来油汇总,通过汇管进入联合站,投产后单井井口压力>3 MPa,产量下降明显,后改为在计量转接站增加缓冲罐来降低井口压力,用DY型多级泵来解决管线输油难问题。由于产液量低,DY型多级泵输油是以间歇方式工作,间隔时间长,原油结蜡快,易堵塞管线,而再次启动时易造成憋泵,引发事故。由于流量少,采用投球方法更加剧了管线堵塞的几率。

图1 原油采输流程

2 JM系列隔膜泵结构及特性分析

2.1 存在的问题

中石化华北分公司首先在大牛气田采用改进后的JM系列隔膜式计量泵[2-3],主要用于注入甲醇来防止水合物的生成,结构如图2。为解决石油集输存在的问题,选用JM-T2B3600/6.0型隔膜式无泄漏计量泵[4-5]进行试验,隔膜泵要求介质温度为-30～150°、所含颗粒度<011 mm、粘度为013～800 mm2/s的腐蚀或非腐蚀液体,而原油所含砂砾和杂质粒度远远大于0.1 mm,增加精细过滤后,毎隔1 h要停机清理污垢还达不到工作要求。

图2 JM系列隔膜式计量泵结构

2.2 特性分析

隔膜泵[6]的特性主要体现在泵头部分,在无需任何冷却装置的情况下,柱塞密封也不会产生高温现象。由于采用内循环压力平衡系统及优良材质,使隔膜泵上的膜片及柱塞密封填料等易损件的使用寿命大大延长,更换周期可达1 a以上。泵的单向阀采用平板阀[7],解决了高压下单向阀容易卡死的问题,但从隔膜泵的使用介质参数可以看出,平板阀不适合原油介质的输送条件。

2.3 解决方案

a) 改变隔膜泵进、出口单向阀的结构,将平板阀改为球阀(如图3～4)。

b) 在缓冲罐中增加加热盘管,降低介质粘度。

c) 更换快速过滤器,减少停机时间。

图3 改进前的单向阀阀组

图4 改进后的单向阀阀组

2.4 使用效果

改进后的JM-T2B3600/6.0型隔膜式无泄漏计量泵在低产低渗油田集输中投入使用后,半自动调节流量解决了间隔输油出现的管堵问题,降低了管线和井口压力,达到即产即输的效果,增加了计量准确率,降低了员工劳动强度。

3 在低产油田的应用特点

由于集输中的石油和甲醇等物质多为腐蚀性液体,而在JM系列隔膜泵中,药剂不与泵的活塞直接接触,隔膜、加药头、阀球等与药剂接触部位的材质为耐腐蚀材质,能够满足腐蚀性要求,所以在低产油田大多采用JM系列隔膜泵集输石油。

a) JM系列隔膜泵采用内循环压力平衡系统及优良材质,大大延长了隔膜泵膜片及柱塞密封填料等易损件的使用寿命,更换周期达1 a以上。

b) 有较强的自动排污功能,从而保持了流量的高精度。隔膜计量泵投药特点是集计量与投加功能于一体,计量准确,整机运行平稳可靠,无震动,可根据流量信号和水质信号自动进行复合循环投加。

c) 操作十分简便,维护工作量大幅度减少。

隔膜泵虽然具有很多优点,但是由于进、出口阀采用球阀式比平板式运行噪声大,而且运行相同的时间隔膜泵的机箱温度偏高,但不影响隔膜泵的使用功能。

4 结论

1) 改进的JM-T2B3600/6.0型隔膜式计量泵改善了DY型多级泵易憋泵造成事故和泄漏严重的现象,可在无泄漏状况下输油,且操作简便,维护工作量大幅度减少。

2) 采用改进的隔膜泵后,井口压力明显降低,保障了油井的正常生产,提高了采油效率,节约了生产成本。

3) 输油基本达到半自动化,管线清理工作量明显减少。

4) 低产低渗油田集输选用JM系列型隔膜式无泄漏计量泵进行远距离输油效果好,具有推广和应用价值。

[1] 王凤琴,廖红伟,蒋峰华,等.低渗油田注水能力下降原因分析及其对策研究[J].西安石油大学学报:自然科学版,2009,24(1):52-55,60.

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[4] 吴金河.气动隔膜泵的结构改进[J].水泵技术,2002 (3):44-45.

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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

关运忠(1968-),男,山东梁山人,1990年毕业于郑州地质学校,主要从事设备管理工作,E-mail:hbjgyz1968@ 126.com。