新一代油气混输泵装置及油田高效节能大排量注水泵-张生昌

1、宁波合力机泵有限公司宁波合力机泵有限公司浙江工业大学浙江工业大学一、背景和意义二、国内外研究现状和发展趋势 三、主要研发工作与创新点四、3DP系列典型样机与系列产品五、工业性试验六、用户意见 一一. .背景和意义 u 全球每年排空燃烧数千亿方伴生气u 我国年产伴生气远超100亿方，70%以上排空或燃烧 u 国务院、中石油、中石化与中海油十二五节能减排规划中，明确规定要实现油气伴生井天然气的回收利用 u 油气混输新工艺优点l 实现油气全密闭集输l 降低井口回压，增加产量 l 减少设备，降低投资，方便生产管理l 消灭火炬、回收天然气、保护环境 1.油气回收 意义重大一一. .背景和意义 油气属两相

2、介质，其混输装备要求同时具有泵与压缩机功能，技术含量高、难度大 液相介质液相介质气相介质气相介质泵泵压缩机压缩机气液气液 混输混输两相介质两相介质2.油气混输 世界难题 油气混输工况特征u 油气比变化大且不稳定u 输送介质温差与粘度变化大u 油气介质含杂质多易堵塞u 进口与排出压力变化大且不稳定u 井下压力、流量不稳定u 输油工艺流程难以适应油气混输要求u 现有管线老化及优化u20世纪世纪60 70年代年代 , 初步提出和试验初步提出和试验u20世纪世纪80 年代，继续开发阶段年代，继续开发阶段u20世纪世纪90年代中后期至今，得到快速发年代中后期至今，得到快速发展展 进行全面研究和开发进行全

3、面研究和开发 二二. .现状与趋势1.国内外研究现状国内外主要油气混输泵产品结构型式国内外主要油气混输泵产品结构型式类型类型效率效率（% %）含气量含气量（% %）压缩比压缩比密封寿命密封寿命（h h）内压缩内压缩功能功能抗气阻抗气阻 特性特性单螺杆泵单螺杆泵606050504 42000200040004000无无差差双螺杆泵双螺杆泵707090904 440004000无无差差液环泵液环泵404080802 21500150035003500无无差差离心泵离心泵505040403 3800080001600016000无无差差螺旋轴流螺旋轴流泵泵707010103 315001500350

4、03500无无差差旋涡泵旋涡泵404010102 22000200040004000无无差差专利产品专利产品70708 85 51001006 610104000 4000 有有好好本专利产品与国内外混输泵特性对比汇总表现有产品：现有产品：u属单一泵机组属单一泵机组u不抗气阻不抗气阻u无内压缩功能无内压缩功能u不适用不适用高气液比与高气液比与高压缩比工况高压缩比工况专利产品：专利产品：u属往复泵集成装置属往复泵集成装置u抗气阻抗气阻u具备内压缩功能具备内压缩功能u适用适用高含气与高压高含气与高压缩比工况缩比工况二二. .现状与趋势2.国内外产品对比三三. .研发与创新u 属于第三代油气混输产品

5、，可解决油气混输世界难题，消灭火炬、回收天然气、保护环境；u 同时具备泵与压缩机的功能，适用高含气量(100%100%)、高压缩比工况，高效、高可靠；u 具备独特的内压缩功能，排出压力高、压缩比大(81010)、效率高(7070 85%85%)。 突破传统单一泵机组设计理念，采用由三缸双作用往复泵、抗气阻稳压器、喷射回流和控制系统等集成装置设计理念1.先进设计理念 u 针对往复式油气混输泵及气液两相单向阀组，开展了如下理论研究与实验工作 l 往复式油气混输泵组合阀工作特性的仿真分析l 高压缩比往复式油气混输泵单向阀特性分析与研l 往复式油气混输泵装置内外特性分析u 通过上述研究工作l 得到并分

6、析了油气介质的气液比、内压缩比、最大开启高度以及弹簧作用力对往复式油气混输泵内外特性的影响l 揭示了油气工况下单向阀启闭特征及工作机理l 初步总结出气液单向阀设计计算方法，可为气液两相阀组的设计提供理论依据和技术支撑2.气液单向阀理论三三. .研发与创新3. 泵型创新主要优势主要优势u同时具备泵与压缩机同时具备泵与压缩机功能功能u排出压力高（排出压力高（4.0MPa4.0MPa）u压缩比大（压缩比大（6 61010）u适用高含气与高压缩适用高含气与高压缩比工况比工况u实现产品升级实现产品升级u效率高（效率高（70 70 85% 85% ） 三三. .研发与创新突破传统转子式和离心式混输泵结构型

7、式束缚，首次提出了三缸双作用往复泵创新方案，获得专利。 突破往复泵与压缩机单向阀结构型式束缚，首次提出双流道立式单向气液组合阀，获得专利。4.立式气液组合阀 主要优势主要优势u具有往复泵液阀与压缩机气阀功能，具有往复泵液阀与压缩机气阀功能，且适用油气介质工况且适用油气介质工况u双流道设计、过流好、阻力小双流道设计、过流好、阻力小u特殊材料、特殊工艺特殊材料、特殊工艺u高精度、气密封性能好高精度、气密封性能好u输气功能强、可靠性高输气功能强、可靠性高进口进口出口出口三三. .研发与创新主要优势主要优势u间距短、弯矩小、受力好间距短、弯矩小、受力好u加工方便，节省原材料加工方便，节省原材料u滚动轴

8、承取代滑动轴承滚动轴承取代滑动轴承u滚动运动取代滑动运动、滚动运动取代滑动运动、实现技术升级实现技术升级u摩擦功耗小，传动效率高摩擦功耗小，传动效率高5.组合式曲轴支撑轴承支撑轴承辅助支撑轴承连杆支撑轴承连杆支撑轴承连杆支撑轴承曲柄块二二. .技术创新技术创新 突破现有往复泵曲轴结构型式束缚，首次提出三拐四支点组合式曲轴，获得专利。三三. .研发与创新6.自主知识产权二二. .技术创新技术创新NO专利名称专利类型专利号1往复式三缸双作用气液两相混输泵实用新型ZL201120185986.62三缸往复泵用三拐四支点组合式曲轴实用新型ZL201121085719.93往复式气液两相混输泵用立式单向

9、组合阀实用新型ZL201120186030.84往复泵用柱塞自动对中机构发明专利ZL200510049904.45一种皮带轮实用新型ZL200920018835.16双流道组合阀发明专利ZL200510050387.2u拥有授权实用新型专利五项u拥有授权发明专利三项三三. .研发与创新7.专利证书二二. .技术创新技术创新123456三三. .研发与创新1.性能指标参数指标流量：Q10170m3/h进口压力：P10.150.5MPa出口压力：P21.04.0MPa泵效率：70 85压缩比810含气比0100%填料、活塞杆与缸套寿命4000h 无故障连续运行时间4000h系列产品主要性能指标 产

10、品特点产品特点u含气量高u压缩比大u效率高四四. .系列产品系列产品三三. .产品应用产品应用2.典型样机性能曲线四四. .系列产品系列产品四四. .系列产品系列产品3.型号说明示例型号流量(m3/h)进口压力(MPa)排出压力(MPa)行程(mm)转速(rpm)电机功率(Kw)进口法兰(mm)出口法兰(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型产品规格四四. .系列产品系列产品型号流量(M3/h)进口压力(MPa)排出压力(MPa)行程(mm)转速(rpm)电机功率(KW)进口法兰(mm)出口法兰(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型产品

15、规格四四. .系列产品系列产品型号流量(M3/h)进口压力(MPa)排出压力(MPa)行程(mm)转速(rpm)电机功率(KW)进口法兰(mm)出口法兰(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型产品规格四四. .系列产品系列产品五.现场试验1.虎狼峁作业区柳二转u2014年7月3日开始安装调试，6日下午首次启动泵装置进行油气混输试验。泵装置排出压力高达1.23.0MPa，超过设计值。u该装置可以在纯气工况下运行，表明产品同时具备

18、泵与压缩机功能，油气混输功能强，排出压力高特性。该装置2014年12月至2015年6月下旬，已累计输送天然气量十五万余立方。 六.现场试验2.吴起作业区旗06-28u2014年12月17日，安装吴起作业区旗06-28的3DP-15/2.0油气混输泵（装置），首次启动，就成功的实现了独特油气混输功能。u该装置截至2015年6月底，已累计输送天然气量八万余立方，经济效益明显，不仅达到了消灭火炬，回收天然气，保护环境目的，而且降低了井口压力、有助于提高提高油田原油产量。五.现场试验3.吴起作业区旗10-19u2014年12月7日，安装在吴起作业区旗10-19井口的3DP-18/2.0油气混输泵（装置

19、），首次启动，就成功的实现了独特油气混输功能。u该装置截至2015年6月底，已累计输送天然气量九万余立方，经济效益明显，不仅达到了消灭火炬，回收天然气，保护环境目的，而且降低了井口压力、有助于提高提高油田原油产量。五.现场试验4.吴起作业区旗三转u2014年12月15日，3DP-60/3.0油气混输泵（装置）安装在长庆油田吴起作业区旗三转,首次启动、运行正常。 u该装置可以在纯气工况下运行，表明产品同时具备泵与压缩机功能，油气混输功能强，排出压力高特性。 六.现场试验5.吴起作业区旗十二增u2014年12月5日，安装在吴起作业区旗十二增压站的3DP-30/2.5油气混输泵（装置）因现场冰冻暂没有投入使用。u2015年4月6日至9日，现场解冻