一种适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统的制作方法

文档序号:15431393发布日期:2018-09-14 21:39阅读:143来源:国知局

本实用新型涉及海洋油气储运技术领域,尤其涉及一种适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统。



背景技术:

混输管道按照输送介质一般可以分为油水两相混输管道和油气水三相混输管道。其中,油水两相混输管道指油和水,或油、油水乳状液和水两相共存的管道,这类管道多存在于油田群联合开发或半海半陆式开发的海上油田。油气水三相管道是在油水两相混输管道的基础上增加了气相,一般来说,油井或气井所产的井流物为油、气、水三相混合物,井口平台到中心平台间的集输海管、井口平台到FPSO(Floating Production Storage Offloading,浮式生产储油卸油装置)的集输海管,甚至一些海上油田到陆上终端的管线都是典型的油气水三相混输管道。

考虑海上空间狭小,周边油田井流物一般集输到中心平台或者FPSO上进行脱水、脱气处理,建设一条混输海管比分别铺设两条单相来说,会节约大量投资,海上油田大部分海底管道为混输海底管道。在油水混输时会形成油水乳状液。随含水率的不同,乳状液的黏度有所不同,总体来说,随着含水率的增加,乳状液的黏度先显著增大,当达到反相点后,黏度又显著减小。这样会使得不同输送年份的混合物流的黏度相差很大。由于各年所产井流物含水率不同,各年份输送的混合物流黏度相差很大,这将严重影响外输泵的工作效率和泵送能力。随着渤海高黏原油的不断开发,这种现象将更加明显。

当前海上油田外输泵的常规配置方法是选用同一种类型的外输泵,常见是两种,离心泵和螺杆泵。离心泵一般适用于常规中质或轻质原油,随着管道相关仪器设备质量和自动化水平的提高,长距离输油、油水混输管道均实现了采用离心泵增压的密闭流程。螺杆泵作为油品输送系统中另一种常用泵,特别适合于输送高黏的稠油,其泵送效率高(一般可以达到85%)。当选用螺杆泵作为外输泵时,常规思路是采用开式工艺输送方法,因为螺杆泵的流动控制困难。

另外,海管在运行过程中不可避免发生停输,停输后管道沿线温度大幅下降,管内原油黏度增大,给后续的安全再启动带来困难。当停输时间较短或输送的是黏度较小的轻油时,离心泵可以在额定压力范围内充分提高输送以快速启动;当停输时间较长或输送的是黏度较大的稠油时,螺杆泵可以充分利用管道承压实现定流量启动。

鉴于海上油水混输物流黏度随年份变化大,特别是高黏原油与水混输时,以及当前的常规外输泵的配备方式,难以适应油田开发经济性和安全性的要求,需要寻求新的油水混输及置换的输送工艺。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统,提高了高黏原油形成的油水混合物的密闭管道输送系统的经济性和安全性,详见下文描述:

一种适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统,包括:泵送系统,所述泵送系统与流量计和清管球发射器顺次连接,所述清管球发射器通过关断阀连接混输海底管道;

所述混输海底管道通过另一关断阀连接清管球接收器。

其中,所述泵送系统包括:至少一个离心泵和螺杆泵,且所述离心泵与所述螺杆泵之间并联连接。

进一步地,所述离心泵为多个时,所述离心泵之间串联或者并联连接;所述螺杆泵为多个时,所述螺杆泵之间串联或者并联连接。

进一步地,所述离心泵和所述螺杆泵分别由变频调速电机驱动。

具体实现时,所述混输海底管道用于输送油水两相混输、或油气水三相混输,所述油为原油。所述原油为高黏原油。

其中,所述流量计为多相流计量仪;所述清管球发射器为清管球发球筒;所述清管球接收器为清管球接球筒。

其中,所述关断阀为高压力或高温度关断控制阀。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是:

1、本实用新型为海上混输海管因不同年份含水率的不同而导致的物流黏度差异较大、以及停输后安全顺利再启动问题提供了一种更加有效的密闭管输系统,离心泵与螺杆泵的并联可以适应不同年份黏度相差较大的现象,泵送效率高,具有较好的经济性;

2、本实用新型中由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送;更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

附图说明

图1为适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统的结构示意图;

图2为泵送系统的第一种形式的结构示意图;

图3为泵送系统的第二种形式的结构示意图;

图4为泵送系统的第三种形式的结构示意图;

图5为泵送系统的第四种形式的结构示意图;

图6为泵送系统的第五种形式的结构示意图。

附图中,各部件列表如下:

1:泵送系统; 2:流量计;

3:清管球发射器; 4:关断阀;

5:混输海底管道; 6:清管球接收器;

7:离心泵; 8:螺杆泵(或齿轮泵等容积式泵)。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本实用新型提供了一种适用于海上油气水混输及再启动工艺的密闭管输系统,参见图1,包括一套泵送系统、一条混输海底管道及相应的计量、关断、清管发射与接收等系统,具体为:

该密闭管输系统包括:泵送系统1、流量计2、清管球发射器3、2个关断阀4、混输海底管道5、清管球接收器6,

泵送系统1、流量计2和清管球发射器3顺次连接,清管球发射器3通过关断阀4连接混输海底管道5,混输海底管道5通过另一关断阀4连接清管球接收器6,通过上述部件的配合形成一个密闭管输系统。

进一步的,流量计2可以为多相流计量仪;清管球发射器3可以为清管球发球筒;清管球接收器6可以为清管球接球筒。

进一步地,2个关断阀4可以为高压力或高温度关断控制阀。

其中,上述流量计2、清管球发射器3、关断阀4以及清管球接收器6均为本领域公知的器件,本实用新型实施例对该些器件的结构和型号不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

参见图2至图6,泵送系统1包括:至少一个离心泵7、以及至少一个螺杆泵8,当离心泵7为多个时,多个离心泵7之间串联或者并联连接,当螺杆泵8为多个时,多个螺杆泵8之间串联或者并联连接,离心泵7与螺杆泵8之间并联连接。

具体实现时,混输海底管道5内输送的介质为油水混输或油气水混输,油为原油,特别是高黏原油。

进一步地,上述离心泵7和螺杆泵8分别由变频调速电机驱动。螺杆泵8还可以为齿轮泵等容积式泵。

总体来说,在输送含水率远离反相点,或停输时间较短,管内井流物黏度较小(一般小于200~300mPa.s)时,利用离心泵7正常输送和再启动,螺杆泵8备用;当输送含水率接近反相点,或停输时间较长,管内井流物黏度较大时,利用螺杆泵8正常输送和定流量再启动。该泵送系统尤其适用于高黏油的输送和停输再启动工况。

由于离心泵7的扬程是一定的,离心泵7的出口压力有自限功能,与螺杆泵8并联能控制螺杆泵8的扬程;加上离心泵7的流量会随扬程变化,离心泵7的工况相对容易通过调节阀或调速控制,这样有利于不同工况下停输后的再启动工况。

综上所述,本实用新型由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送,更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

实施例2

下面结合图2对实施例1中的离心泵7、以及螺杆泵8的结构做进一步地介绍,详见下文描述:

该泵送系统1包括:1台离心泵7与1台螺杆泵8,离心泵7与螺杆泵8并联连接。离心泵7和螺杆泵8的扬程相当,且和混输海底管道5的承压能力相适应。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

当输送井流物的含水率接近反相点、或原油为高黏原油、或停输时间较长时,为了提高泵送系统1的综合效率,离心泵7、螺杆泵8选择时应考虑:

大部分流量由螺杆泵8承担,离心泵7主要辅助泵站的流动控制功能。如果混输海底管道5输量小于螺杆泵8的额定输量,则不用启动螺杆泵8,或螺杆泵8采用调速电机驱动,因此要求混输海底管道5的流量大于螺杆泵8的最小输量。

其中,具体的混输海底管道5的流量按不超压的管道工艺计算,或系统总能耗等于总供给决定,螺杆泵8接近满流量或按变频后流量运行,其他流量由离心泵7承担。

综上所述,本实用新型由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送,更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

实施例3

下面结合图3对实施例1中的离心泵7、以及螺杆泵8的结构做进一步地介绍,详见下文描述:

该泵送系统1包括:2台离心泵7与1台螺杆泵8,2台离心泵7之间串联连接,组成的串联支路与螺杆泵8并联连接。

当1台离心泵7的扬程低于螺杆泵8的高效区扬程时,需将2台离心泵7串联,串联后扬程、与螺杆泵8的高效区扬程相当,且和混输海底管道5的承压能力相适应。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

综上所述,本实用新型由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送,更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

实施例4

下面结合图4对实施例1中的离心泵7、以及螺杆泵8的结构做进一步地介绍,详见下文描述:

该泵送系统1包括:1台离心泵7与2台螺杆泵8,2台螺杆泵8之间串联连接,组成的串联支路与离心泵7并联连接。

当螺杆泵8的高效区扬程低于离心泵7扬程,离心泵7扬程和管道承压能力适应,2台螺杆泵8的额定扬程之和接近于离心泵7扬程时,适合于2台螺杆泵8串联后和1台离心泵7的并联方式。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

综上所述,本实用新型由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送,更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

实施例5

下面结合图5对实施例1中的离心泵7、以及螺杆泵8的结构做进一步地介绍,详见下文描述:

该泵送系统1包括:2台离心泵7与2台螺杆泵8,2台离心泵7之间串联连接,2台螺杆泵8之间串联连接,两个串联支路并联连接。

并联连接后,2台离心泵7组成的泵站扬程和混输海底管道5的承压能力适应。在输量没有达到设计输量时可以只启用其中的1台离心泵7和1台螺杆泵8(图中省略了泵旁通流程)。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

综上所述,本实用新型由于将螺杆泵与离心泵并联配置,使管道输送系统容易实现密闭输送,更方便于海管的安全顺利再启动,具有较好的安全性。

实施例6

下面结合图6对实施例1中的离心泵7、以及螺杆泵8的结构做进一步地介绍,详见下文描述:

该泵送系统1包括:4台离心泵7与2台螺杆泵8,4台离心泵7两两分为一组,每组内的离心泵7相互串联;2台螺杆泵8相互串联。

使用时,可以选用其中一组或一台(图中省略了泵旁通流程)螺杆泵8和离心泵7使用,也可以选择多组同时并用。即各泵或各路泵(离心泵7和/或螺杆泵8)按需启用,适用性强,操作可靠性高。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

综上所述,上述这种采用离心泵和螺杆泵并联的方式给油水混输海底管道的正常输送和停输后的再启动提供动力的方式,充分利用了离心泵、螺杆泵的优点。

实施例7

下面结合图2-图6对实施例1-6中的离心泵7、螺杆泵8做进一步地介绍,详见下文描述:

为了增大流量控制范围,经经济比较,离心泵7、螺杆泵8都可以配备变频调速电机。一般认为,长输管道离心泵7的变频调速不宜低于额定转速的50%,最好处于75%-100%范围。螺杆泵8的变频调速范围比离心泵7大一些。

其中,除了调速电机以外,柴油机等驱动机也可以应用于本实施例中。

本实用新型实施例对上述离心泵7与台螺杆泵8的结构不做限制,只要能实现上述功能的器件均可。

综上所述,上述这种采用离心泵和螺杆泵并联的方式给油水混输海底管道的正常输送和停输后的再启动提供动力的方式,充分利用了离心泵、螺杆泵的优点。

本实用新型实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外,其他器件的型号不做限制,只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图,上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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