用于泵，特别是多相泵的操作方法，以及泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的用于栗，特别是多相栗的操作方法，以及用于传送流体的栗，特别是多相栗。
【背景技术】
[0002]多相栗是可以利用其来传送流体的栗，所述流体包括多个相的混合物，例如液相和气相的混合物。这些栗已经处于已知情形有很长时间，并且以大量的实施例进行生产，通常是离心栗，例如单吸栗或双吸栗，以及单级栗或多级栗。这些栗的应用领域非常广泛，例如它们被用在石油和天然气产业中，以传送石油和天然气的混合物，特别是作为压力提升栗，也称作升压栗。
[0003]提高或扩展使用这些升压栗对油田的利用或开发是已知技术。特别是当油田中自然存在的压力随着石油生产的增加而降低时，施加到井眼上的压力由于栗的传送而通过升压栗来减小，使得石油可以继续从井眼流出。
[0004]这些压力提升栗经常必须产生高的压力，这是因为井眼非常深或者难以接近，使得在井眼和处理或储存装置之间需要非常长的管线或管路。特别地，对海底应用也是如此，例如当井眼的出口在海床上，而处理或储存设备设置在陆地上、设置在钻井平台上或设置在作为FPSO(浮式生产储存和卸货单元)的船上时。需要升压栗在大的大地高度上进行栗送，并能够产生相应高的压力。
[0005]多相栗的效率和性能能力在很大程度上取决于待被传送的多相流体的当前相组成或相分布。液相和气相的相对体积份额，例如在石油生产中，经受非常大的波动，这一方面是由自然源引起的，另一方面也是由连接管线引起的。这里存在几种效应，通过这几种效应可以在某些区域中收集液相，直到管线横截面被完全填充以液相，并且气相中的压力升高上升到这样的一点，在该点处压力变得如此大，以致液相被突然地排出。气相和液相之间的其它相互作用也可能导致管线中的压力脉动。因此，多相流体的相分布的波动还由管线系统的架构和动态特性引起。
[0006]由于过低的流动速率，这些效应可以使多相栗进入不稳定操作状态，其也称作喘振。这些不稳定的操作状态由波动极大的流动速率、压力冲击、大的性能和压力波动以及栗的强振动来表征。这些不稳定的操作状态代表了栗自身上以及相邻的安装物上极大的负载。如果多相栗在这种不稳定的操作状态下操作太长时间，可能导致过早的材料疲劳、更大的磨损、缺陷甚至整个栗的故障，从而产生对在栗下游提供的安装物的不利影响。多相栗的故障甚至可能导致整个生产过程被中断，从经济角度讲这自然是非常不利的。
[0007]为了补救或至少削弱由相分布的变化造成的问题，已知的是，在多相栗的上游提供缓冲罐，其容积和内部设计适于相应的应用。可以这样讲，此缓冲罐充当了过滤器或积分器，因此可以吸收或衰减流体的相分布的突然变化，使得它们不能或仅以非常减弱的形式进入多相栗的入口中。
[0008]然而，由于这些缓冲罐不能设计成任何期望尺寸，并且由于缓冲罐也不能减弱相分布的所有变化，所以多相栗通常配置有防潜流安全措施或喘振调节器。这通常也称作喘振控制或喘振保护，旨在防止多相栗进入这种不稳定的操作状态。提供返回管线是用于喘振控制或调节的已知措施，由多相栗通过返回管线传送的流体可以从栗的压力侧引导回到进口侧。一个或多个控制阀，例如两个控制阀，被提供于此返回管线中，可以被喘振调节器控制，并相应地允许通过返回管线的更小或更大的流量。例如，如果提供两个控制阀，则一个控制阀通常旨在补偿相分布的波动，而另一个控制阀则在极大波动的情况下非常快地打开返回管线的总流动横截面。喘振调节器的逻辑通常集成于栗的控制装置中，所述控制装置当前一般设计为数字控制系统。
[0009]如果有非常高比例的气体存在于待被栗送的多相流体中，则冷却系统还可以特别地提供于返回管线中以避免太大的热负载或热积累。
[0010]而且，流量计被提供于进口侧的返回管线的开口和多相栗的入口之间。
[0011 ]极限曲线通常存储于喘振调节器的对应的控制单元中。当到达极限曲线时，必须启动防范措施。极限曲线根据喘振极限是固定的，其指示了发生到不稳定操作状态的转变的参数集。此喘振极限是根据经验值和/或根据实验确定的数据来确定的。极限曲线然后固定于喘振极限的某一 “安全边际”，以避免栗操作过程中的不稳定操作状态。如果栗在操作中达到极限曲线，则喘振调节器控制一个或多个控制阀，使得返回管线中的回流增加，且栗再次离开极限曲线。
[0012]当前已知的喘振调节器或防潜流安全措施要求知道被传送的多相流体的当前(实际)相分布的当前(实际)流速和栗的当前(实际)转速。然而，使用单个仪器或传感器直接测量流速和实际相分布是不可行的，原因是这些测量仪器是无法获得的。流量计因此必须设计为多相流量计。多相流量计根据对可直接获得的过程值的瞬时技术测量来确定流速，所述过程值诸如绝对压力、差分压力、密度和温度，然后以半经验模型对它们进行处理，以确定或估计多相流量计中流体的实际流速和实际相分布。
[0013]这些多相流量计是非常复杂、昂贵且具有复合件的设备，具有一些其它的缺点。多相流量计中用于测量不同过程参数的不同传感器关于相应确定的过程参数的更新率有非常大的不同。具有最小更新率的传感器则自然决定了多相流量计最大可能的更新率。此最大的更新率有时不足以确保可靠的喘振控制或可靠的防潜流安全措施。特别是对于海底安装物和关联的海洋环境，设备的一些相应部件甚至具有更小的更新率，这进一步降低了喘振调节器的动态性能能力。由于对于避免不稳定的操作状态来说与极限曲线存在更大的安全边际因此是必需的，所以多相栗的操作范围被进一步限制。
[0014]此外，这些复杂的多相流量计要求有大的空间来用于它们的安装，这通常是不可能的，例如在平台、FPS0上或在海床上的海底布置中。
[0015]而且，多相流体的流动具有动态效应，这改变了管线沿线的实际相分布。因此期望有健壮、可靠的喘振控制来直接在栗的入口上游测量流速，使得多相栗中存在的实际相分布也被确定。然而，例如出于空间原因，多相流量计直接安装在栗入口的上游通常是根本不可能的。
[0016]单相栗，即用于传送单相流体(诸如液体)的栗，也会出现类似问题。通常还需要或期望提供用于该栗的喘振调节器或防潜流安全措施。当前已知的喘振调节器通常使用来自流量计的信号，流量计以与上文参照多相流量计描述的方式相应类似的方式测量流体的通过量。这些流量计也会出现与上文描述的问题类似的问题，即特别是它们通常不能定位在期望点或者需要巨大努力，它们的更新率通常太小，或信号传输中的延迟太大，从而使得喘振调节器必须设计成具有非常大的安全边际。因此，可以安全地操作栗的操作范围受到限制
从现有技术出发，因此，本发明的目的是提出一种用于栗的操作方法，特别是用于多相栗的操作方法，以及对应的栗，特别是多相栗，其中，以简单的方式，特别是不依赖于复杂的多相流量计或流量计的方式，实现可靠的喘振控制或可靠的防潜流安全措施。
【发明内容】
[0017]满足此目的的本发明的主题的特征在于相应类别的独立权利要求的特征。
[0018]根据本发明，提供了一种用于栗的操作方法，特别是用于多相栗的操作方法，所述栗用于将流体从低压力侧传送到高压力侧，其中，提供返回管线以使流体从高压力侧返回到低压力侧，在这种方法中，返回管线中的控制阀通过喘振控制单元来控制，以避免不稳定的操作状态，所述控制阀对通过返回管线的流量进行控制，其中，控制参数的极限曲线存储在喘振控制单元中，在栗的操作过程中，将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，则返回管线中的控制阀被控制，使得控制参数的实际值离开极限曲线，并且其中，栗的操作参数被用作控制参数。
[0019]术语“操作参数”意指确定栗的操作的那些参数，这些参数(S卩，例如栗的转速，其功耗，栗被驱动的扭矩，等等)可以通过栗的监视或控制装置来设置。在此应用的意义上，这些操作参数尤其不是