新一代油氣混輸泵裝置及油田高效節(jié)能大排量注水泵-張生昌

1、寧波合力機泵有限公司寧波合力機泵有限公司浙江工業(yè)大學浙江工業(yè)大學一、背景和意義二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 三、主要研發(fā)工作與創(chuàng)新點四、3DP系列典型樣機與系列產(chǎn)品五、工業(yè)性試驗六、用戶意見 一一. .背景和意義 u 全球每年排空燃燒數(shù)千億方伴生氣u 我國年產(chǎn)伴生氣遠超100億方，70%以上排空或燃燒 u 國務院、中石油、中石化與中海油十二五節(jié)能減排規(guī)劃中，明確規(guī)定要實現(xiàn)油氣伴生井天然氣的回收利用 u 油氣混輸新工藝優(yōu)點l 實現(xiàn)油氣全密閉集輸l 降低井口回壓，增加產(chǎn)量 l 減少設備，降低投資，方便生產(chǎn)管理l 消滅火炬、回收天然氣、保護環(huán)境 1.油氣回收 意義重大一一. .背景和意義 油氣屬兩相

2、介質(zhì)，其混輸裝備要求同時具有泵與壓縮機功能，技術含量高、難度大 液相介質(zhì)液相介質(zhì)氣相介質(zhì)氣相介質(zhì)泵泵壓縮機壓縮機氣液氣液 混輸混輸兩相介質(zhì)兩相介質(zhì)2.油氣混輸 世界難題 油氣混輸工況特征u 油氣比變化大且不穩(wěn)定u 輸送介質(zhì)溫差與粘度變化大u 油氣介質(zhì)含雜質(zhì)多易堵塞u 進口與排出壓力變化大且不穩(wěn)定u 井下壓力、流量不穩(wěn)定u 輸油工藝流程難以適應油氣混輸要求u 現(xiàn)有管線老化及優(yōu)化u20世紀世紀60 70年代年代 , 初步提出和試驗初步提出和試驗u20世紀世紀80 年代，繼續(xù)開發(fā)階段年代，繼續(xù)開發(fā)階段u20世紀世紀90年代中后期至今，得到快速發(fā)年代中后期至今，得到快速發(fā)展展 進行全面研究和開發(fā)進行全

3、面研究和開發(fā) 二二. .現(xiàn)狀與趨勢1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外主要油氣混輸泵產(chǎn)品結構型式國內(nèi)外主要油氣混輸泵產(chǎn)品結構型式類型類型效率效率（% %）含氣量含氣量（% %）壓縮比壓縮比密封壽命密封壽命（h h）內(nèi)壓縮內(nèi)壓縮功能功能抗氣阻抗氣阻 特性特性單螺桿泵單螺桿泵606050504 42000200040004000無無差差雙螺桿泵雙螺桿泵707090904 440004000無無差差液環(huán)泵液環(huán)泵404080802 21500150035003500無無差差離心泵離心泵505040403 3800080001600016000無無差差螺旋軸流螺旋軸流泵泵707010103 315001500350

4、03500無無差差旋渦泵旋渦泵404010102 22000200040004000無無差差專利產(chǎn)品專利產(chǎn)品70708 85 51001006 610104000 4000 有有好好本專利產(chǎn)品與國內(nèi)外混輸泵特性對比匯總表現(xiàn)有產(chǎn)品：現(xiàn)有產(chǎn)品：u屬單一泵機組屬單一泵機組u不抗氣阻不抗氣阻u無內(nèi)壓縮功能無內(nèi)壓縮功能u不適用不適用高氣液比與高氣液比與高壓縮比工況高壓縮比工況專利產(chǎn)品：專利產(chǎn)品：u屬往復泵集成裝置屬往復泵集成裝置u抗氣阻抗氣阻u具備內(nèi)壓縮功能具備內(nèi)壓縮功能u適用適用高含氣與高壓高含氣與高壓縮比工況縮比工況二二. .現(xiàn)狀與趨勢2.國內(nèi)外產(chǎn)品對比三三. .研發(fā)與創(chuàng)新u 屬于第三代油氣混輸產(chǎn)品

5、，可解決油氣混輸世界難題，消滅火炬、回收天然氣、保護環(huán)境；u 同時具備泵與壓縮機的功能，適用高含氣量(100%100%)、高壓縮比工況，高效、高可靠；u 具備獨特的內(nèi)壓縮功能，排出壓力高、壓縮比大(81010)、效率高(7070 85%85%)。 突破傳統(tǒng)單一泵機組設計理念，采用由三缸雙作用往復泵、抗氣阻穩(wěn)壓器、噴射回流和控制系統(tǒng)等集成裝置設計理念1.先進設計理念 u 針對往復式油氣混輸泵及氣液兩相單向閥組，開展了如下理論研究與實驗工作 l 往復式油氣混輸泵組合閥工作特性的仿真分析l 高壓縮比往復式油氣混輸泵單向閥特性分析與研l(wèi) 往復式油氣混輸泵裝置內(nèi)外特性分析u 通過上述研究工作l 得到并分

6、析了油氣介質(zhì)的氣液比、內(nèi)壓縮比、最大開啟高度以及彈簧作用力對往復式油氣混輸泵內(nèi)外特性的影響l 揭示了油氣工況下單向閥啟閉特征及工作機理l 初步總結出氣液單向閥設計計算方法，可為氣液兩相閥組的設計提供理論依據(jù)和技術支撐2.氣液單向閥理論三三. .研發(fā)與創(chuàng)新3. 泵型創(chuàng)新主要優(yōu)勢主要優(yōu)勢u同時具備泵與壓縮機同時具備泵與壓縮機功能功能u排出壓力高（排出壓力高（4.0MPa4.0MPa）u壓縮比大（壓縮比大（6 61010）u適用高含氣與高壓縮適用高含氣與高壓縮比工況比工況u實現(xiàn)產(chǎn)品升級實現(xiàn)產(chǎn)品升級u效率高（效率高（70 70 85% 85% ） 三三. .研發(fā)與創(chuàng)新突破傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子式和離心式混輸泵結構型

7、式束縛，首次提出了三缸雙作用往復泵創(chuàng)新方案，獲得專利。 突破往復泵與壓縮機單向閥結構型式束縛，首次提出雙流道立式單向氣液組合閥，獲得專利。4.立式氣液組合閥 主要優(yōu)勢主要優(yōu)勢u具有往復泵液閥與壓縮機氣閥功能，具有往復泵液閥與壓縮機氣閥功能，且適用油氣介質(zhì)工況且適用油氣介質(zhì)工況u雙流道設計、過流好、阻力小雙流道設計、過流好、阻力小u特殊材料、特殊工藝特殊材料、特殊工藝u高精度、氣密封性能好高精度、氣密封性能好u輸氣功能強、可靠性高輸氣功能強、可靠性高進口進口出口出口三三. .研發(fā)與創(chuàng)新主要優(yōu)勢主要優(yōu)勢u間距短、彎矩小、受力好間距短、彎矩小、受力好u加工方便，節(jié)省原材料加工方便，節(jié)省原材料u滾動軸

8、承取代滑動軸承滾動軸承取代滑動軸承u滾動運動取代滑動運動、滾動運動取代滑動運動、實現(xiàn)技術升級實現(xiàn)技術升級u摩擦功耗小，傳動效率高摩擦功耗小，傳動效率高5.組合式曲軸支撐軸承支撐軸承輔助支撐軸承連桿支撐軸承連桿支撐軸承連桿支撐軸承曲柄塊二二. .技術創(chuàng)新技術創(chuàng)新 突破現(xiàn)有往復泵曲軸結構型式束縛，首次提出三拐四支點組合式曲軸，獲得專利。三三. .研發(fā)與創(chuàng)新6.自主知識產(chǎn)權二二. .技術創(chuàng)新技術創(chuàng)新NO專利名稱專利類型專利號1往復式三缸雙作用氣液兩相混輸泵實用新型ZL201120185986.62三缸往復泵用三拐四支點組合式曲軸實用新型ZL201121085719.93往復式氣液兩相混輸泵用立式單向

9、組合閥實用新型ZL201120186030.84往復泵用柱塞自動對中機構發(fā)明專利ZL200510049904.45一種皮帶輪實用新型ZL200920018835.16雙流道組合閥發(fā)明專利ZL200510050387.2u擁有授權實用新型專利五項u擁有授權發(fā)明專利三項三三. .研發(fā)與創(chuàng)新7.專利證書二二. .技術創(chuàng)新技術創(chuàng)新123456三三. .研發(fā)與創(chuàng)新1.性能指標參數(shù)指標流量：Q10170m3/h進口壓力：P10.150.5MPa出口壓力：P21.04.0MPa泵效率：70 85壓縮比810含氣比0100%填料、活塞桿與缸套壽命4000h 無故障連續(xù)運行時間4000h系列產(chǎn)品主要性能指標 產(chǎn)

10、品特點產(chǎn)品特點u含氣量高u壓縮比大u效率高四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品三三. .產(chǎn)品應用產(chǎn)品應用2.典型樣機性能曲線四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品3.型號說明示例型號流量(m3/h)進口壓力(MPa)排出壓力(MPa)行程(mm)轉(zhuǎn)速(rpm)電機功率(Kw)進口法蘭(mm)出口法蘭(mm)重量(Kg)3DP70-32/1.032 0.21.0 70 15715DN80DN652250 3DP70-32/1.61.6 15718.52350 3DP70-32/2.00.30.52.0 15722 2380 3DP70-32/2.52.5 157302530 3DP70-32

11、/3.23.2 157372860 3DP70-40/1.0400.21.0 197152300 3DP70-40/1.61.6 197222450 3DP70-40/2.00.30.52.0 19730 2530 3DP70-40/2.52.5 19737 2860 3DP70-40/3.23.2 19745 2960 3DP70-50/1.050 0.21.0 24518.52360 3DP70-50/1.61.6 24530 2710 3DP70-50/2.00.30.52.0 24537 2860 3DP70-50/2.52.5 24545 2960 3DP70-50/3.23.2 2

12、4555 3300 3DP70-63/1.063 0.21.0 31022 2380 3DP70-63/1.61.6 31037 2860 3DP70-63/2.00.30.52.0 31045 2960 3DP70-63/2.52.5 31055 3300 3DP70-63/3.23.2 31075 3500 4. 3DP70型產(chǎn)品規(guī)格四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品型號流量(M3/h)進口壓力(MPa)排出壓力(MPa)行程(mm)轉(zhuǎn)速(rpm)電機功率(KW)進口法蘭(mm)出口法蘭(mm)重量(KG)3DP90-63/1.063 0.21.0 90 130 22 DN100DN653250

13、3DP90-63/1.61.6 130 37 3350 3DP90-63/2.00.30.52.0 130 45 3380 3DP90-63/2.52.5 130 55 3530 3DP90-63/3.23.2 130 75 3860 3DP90-80/1.080 0.21.0 165 30 3300 3DP90-80/1.61.6 165 45 3450 3DP90-80/2.00.30.52.0 165 55 3530 3DP90-80/2.52.5 165 75 3860 3DP90-80/3.23.2 165 90 3960 3DP90-100/1.0100 0.21.0 206 37

14、 3360 3DP90-100/1.61.6 206 55 3710 3DP90-100/2.00.30.52.0 206 75 3860 3DP90-100/2.52.5 206 90 3960 3DP90-100/3.23.2 206 110 4300 3DP90-120/1.0120 0.21.0 251 45 3380 3DP90-120/1.61.6 251 75 3860 3DP90-120/2.00.30.52.0 251 90 3960 3DP90-120/2.52.5 251 110 4300 3DP90-120/3.23.2 251 132 4500 5. 3DP90型產(chǎn)品

15、規(guī)格四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品型號流量(M3/h)進口壓力(MPa)排出壓力(MPa)行程(mm)轉(zhuǎn)速(rpm)電機功率(KW)進口法蘭(mm)出口法蘭(mm)重量(KG)3DP100-90/1.090 0.21.0 100 130 30 DN125DN1004250 3DP100-90/1.61.6 130 55 4350 3DP100-90/2.00.30.52.0 130 75 4380 3DP100-90/2.52.5 130 75 4530 3DP100-90/3.23.2 130 110 4860 3DP100-115 /1.0115 0.21.0 165 45 4300 3DP1

16、00-115 /1.61.6 165 75 4450 3DP100-115 /2.00.30.52.0 165 75 4530 3DP100-115 /2.52.5 165 110 4860 3DP100-115 /3.23.2 165 132 4960 3DP100-140 /1.0140 0.21.0 206 55 4360 3DP100-140 /1.61.6 206 90 4710 3DP100-140 /2.00.30.52.0 206 110 4860 3DP100-140 /2.52.5 206 132 4960 3DP100-140 /3.23.2 206 160 5300 3

17、DP100-170 /1.0170 0.21.0 251 75 4380 3DP100-170 /1.61.6 251 110 4860 3DP100-170 /2.00.30.52.0 251 132 4960 3DP100-170 /2.52.5 251 160 5300 3DP100-170 /3.23.2 251 200 5500 6. 3DP100型產(chǎn)品規(guī)格四四. .系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品五.現(xiàn)場試驗1.虎狼峁作業(yè)區(qū)柳二轉(zhuǎn)u2014年7月3日開始安裝調(diào)試，6日下午首次啟動泵裝置進行油氣混輸試驗。泵裝置排出壓力高達1.23.0MPa，超過設計值。u該裝置可以在純氣工況下運行，表明產(chǎn)品同時具備

18、泵與壓縮機功能，油氣混輸功能強，排出壓力高特性。該裝置2014年12月至2015年6月下旬，已累計輸送天然氣量十五萬余立方。 六.現(xiàn)場試驗2.吳起作業(yè)區(qū)旗06-28u2014年12月17日，安裝吳起作業(yè)區(qū)旗06-28的3DP-15/2.0油氣混輸泵（裝置），首次啟動，就成功的實現(xiàn)了獨特油氣混輸功能。u該裝置截至2015年6月底，已累計輸送天然氣量八萬余立方，經(jīng)濟效益明顯，不僅達到了消滅火炬，回收天然氣，保護環(huán)境目的，而且降低了井口壓力、有助于提高提高油田原油產(chǎn)量。五.現(xiàn)場試驗3.吳起作業(yè)區(qū)旗10-19u2014年12月7日，安裝在吳起作業(yè)區(qū)旗10-19井口的3DP-18/2.0油氣混輸泵（裝置

19、），首次啟動，就成功的實現(xiàn)了獨特油氣混輸功能。u該裝置截至2015年6月底，已累計輸送天然氣量九萬余立方，經(jīng)濟效益明顯，不僅達到了消滅火炬，回收天然氣，保護環(huán)境目的，而且降低了井口壓力、有助于提高提高油田原油產(chǎn)量。五.現(xiàn)場試驗4.吳起作業(yè)區(qū)旗三轉(zhuǎn)u2014年12月15日，3DP-60/3.0油氣混輸泵（裝置）安裝在長慶油田吳起作業(yè)區(qū)旗三轉(zhuǎn),首次啟動、運行正常。 u該裝置可以在純氣工況下運行，表明產(chǎn)品同時具備泵與壓縮機功能，油氣混輸功能強，排出壓力高特性。 六.現(xiàn)場試驗5.吳起作業(yè)區(qū)旗十二增u2014年12月5日，安裝在吳起作業(yè)區(qū)旗十二增壓站的3DP-30/2.5油氣混輸泵（裝置）因現(xiàn)場冰凍暫沒有投入使用。u2015年4月6日至9日，現(xiàn)場解凍