用于泵,特别是多相泵的操作方法,以及泵的制作方法_2

文档序号:9928317阅读:来源:国知局
那些由流体本身预先限定的参数,例如流体的相分布(在多相流体的情况下)或其粘度,原因是这些值不能在栗本身上输入或设置。
[0020]由于喘振控制单元使用了避免栗的不稳定操作状态的操作参数,因此不再必须估计或确定那些通过测量只能在具有巨大困难的情况下被检测到的值,如果有的话,诸如待传送的流体中的实际相分布。特别是,可以省掉这种复杂的、非常昂贵的设备部件,诸如多相流量计或流量计,而仍然确保栗特别是多相栗的可靠、稳定的喘振调节或防潜流安全措施。
[0021]根据本发明的优选实施例,极限曲线指示了操作参数和由栗特别是由多相栗产生的压力差之间的明显相关性,原因是此压力差可以非常简单地确定或者可以通过测量来检测。
[0022]栗的入口处的压力和出口处的压力之间的压力差优选通过测量来检测,以将操作参数的实际值与极限曲线进行比较。因此可以以简单方式确保主要的实际值被准确地检测为刚刚由栗产生的压力差。
[0023]已经证明,如果由喘振控制单元使用的操作参数与驱动栗的扭矩处于唯一关系在实践中是有利的。
[0024]驱动栗的扭矩特别优选地被用作操作参数。关于瞬时扭矩对由栗产生的压力差的依赖的认识,允许极限曲线的固定,这可以可靠地防止栗进入不稳定的操作状态,这是令人惊喜的。
[0025]对于极限曲线,优选措施是指示扭矩对栗仍可靠地操作于稳定操作状态下的压力差的依赖。这意味着极限曲线优选是固定的,使得它不会恰好延伸到栗到不稳定操作状态中的转变发生的地方,而是提供了安全储备。
[0026]为此目的,如果极限曲线固定成与下喘振极限线具有间隔是有利的,其中,下喘振极限线指示了栗移动进入不稳定操作状态的操作参数的相应值。
[0027]此下喘振极限线优选是借助于实验测试数据来确定的,为了所述确定,栗被引导进入不稳定的操作状态。这可以在使栗操作之前发生在例如在测试台中,其中,栗于是被故意地带入不稳定的操作状态(喘振),以便由此确定此转变发生在操作参数的哪些值。
[0028]如果经验值用来确定下喘振极限线,这自然也是有利的。通过减少确定相应栗的下喘振极限线的实验工作,可以由此节约时间。
[0029]从设备的角度讲,优选喘振控制单元被集成到用于控制栗的控制装置中。
[0030]为了最小化成本和复杂度,并因而使操作方法特别简单,如果操作参数的实际值通过栗的变频驱动器来提供,那么这是一种有利的措施。
[0031]在栗用作石油生产和天然气生产中,特别是海底石油生产和天然气生产中的压力提升栗(升压栗)时,所述操作方法是一种优选的使用。
[0032]本发明还提出了一种用于将流体从低压力侧传送到高压力侧的栗,特别是多相栗,其具有用于流体的入口和出口,并具有喘振控制单元以避免不稳定的操作状态,喘振控制单元提供了用于使流体从高压力侧返回低压力侧的返回管线中的控制阀的控制信号,其中,用于控制参数的极限曲线存在于喘振控制单元中,其中,喘振控制单元将栗操作过程中的控制参数的实际值与极限曲线比较,并且其中,一旦控制参数的实际值达到极限曲线,那么喘振控制单元就提供控制信号,所述控制信号能够控制返回管线中的控制阀,使得控制参数的实际值移动离开极限曲线,其中,控制参数是栗的操作参数。
[0033]在这方面,栗的优点和优选实施例与上文关于根据本发明的操作方法解释的那些对应。
[0034]对于栗,如果操作参数是用于驱动栗的扭矩,并且极限曲线指示了扭矩对入口的压力和出口的压力之间的压力差的依赖,那么也是特别优选的。
[0035]栗优选设计成离心栗,以及用于石油生产和天然气生产,特别是用于海底石油生产和天然气生产的压力提升栗。
[0036]用于避免不稳定操作状态的极其可靠的喘振控制通过根据本发明的操作方法或通过根据本发明的栗是可能的。由于控制所需的操作参数非常简单,并且可以有非常高的更新率,所以过程条件中非常快的变化也可以被识别并做出响应。
[0037]通过在海底应用中使用栗的操作参数,特别确保了没有信号延迟,所述信号延迟例如由安装在水下的部件或者由水下部件与水上设置的部件的连接引起。优点还在于与不稳定操作状态相距一定距离的安全边际可以被降低或者可以被最小化,以便栗可以在大得多的操作范围下操作。
[0038]根据本发明的操作方法和根据本发明的栗的另外的优点是它们不会对已有的栗带来任何问题就可以进行改装,即现有的栗可以以简单方式改进为根据本发明的栗。为此目的,通常不需要较大的设备改装。
[0039]本发明的另外的有利措施和实施例从从属权利要求中得到。
【附图说明】
[0040]在下文参照实施例和附图在设备方面和过程工程方面更加详细地解释本发明。附图示出:
图1:图不了本发明的实施例的不意图;
图2:由多相栗的实施例产生的压力差和流动速率的关系的图示;以及图3:在扭矩相对于压力差的应用中极限曲线和下喘振极限线的图示。
【具体实施方式】
[0041]图1以示意图例示了本发明在设备方面和技术方法方面的实施例。在下文中,将参照图1解释来根据本发明的操作方法的实施例和根据本发明的栗的实施例,栗整体上由附图标记I表示。栗在这里被配置为多相栗。在这方面,用示例性字符指示实践中的应用重点,多相栗I配置为离心栗,并配置为压力提升栗,通常也称作升压栗。在这种应用中,多相栗用于石油生产和天然气生产,特别用于海底石油生产和天然气生产,其中,井眼100的出口位于海床上,石油和天然气从那里传送到设置于海洋上的储存和处理设备200。
[0042]井眼100—直延伸到油田中,其在图1中没有显示。在这方面,储存和处理设备200可以安装在陆地上,或者还可以安装在近海区域,例如锚定在海床上的平台。储存和处理设备200自然还可以设置成漂浮在海上,例如以FPSO的形式。
[0043]在此实施例中,待由多相栗I传送的流体因此是包括至少一种气相和一种液相的多相流体。在这方面,多相栗I的工作是用作升压栗,以将井眼100的出口处的压力降低到例如范围在1巴到40巴的范围内的值,使得流体可以离开井眼100,或者使得从井眼100传送的流体的流速提尚。这种措施(其本质上是已知的)在油田的抽空程度提尚时是特别有利的,原因是油田中普通存在的自然压力降低。多相栗I例如可以产生高达150巴的压力差,产生的压力差自然很大地取决于流体的实际密度,并因此取决于其实际的相分布。取决于应用,多相栗I可以设置在井眼100附近的海床上,或者与其有一些距离,或者设置在近海区域,即例如(钻探)平台或FPSO上或陆地上。
[0044]本发明自然不局限于此具体应用,而是还适用于可以使用或部署多相栗的所有其它应用。本发明特别适用于作为离心栗的多相栗。本发明也不局限于多相栗,而是通常也适用于栗,也适用于单相栗,其中,待被传送的流体只包括一相,例如是液体。流体可以通过其流动的管线由图1中的实线显示,而信号连接显示为虚线。
[0045]多相栗I包括入口 10和出口 20,流体通过入口 10进入多相栗I中,通过出口 20,传送的流体离开多相栗I。在下文中,设置于多相栗I上游的区域被称作低压力侧,设置于下游的区域被称作高压力侧。
[0046]第一压力传感器11可以测量流体流入到多相栗I中时的压力,第一压力传感器11被提供于多相栗I的入口 10处。第二压力传感器12可以测量流体离开多相栗I时的压力,第二压力传感器12被提供于多相栗的出口 20处。由多相栗I产生的压力差的相应实际值因此可以通过两个压力传感器11、12的差信号确定。本质上已知的所有压力传感器都适于用作压力传感器11、12。压力传感器11、12优选被分别直接设置于多相栗I的入口 10处或者出口20处。
[0047]多相栗I由变频驱动器2(VFD,或者也为变速驱动器VSD)驱动,其将多相栗I的轴设置成与设置于其上的一个或若干叶轮(未显
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