文档介绍：第 27 卷第 3 期石油机械 1999 年
双螺杆多相混输泵技术及研究进展
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曹锋束鹏程邢子文
( 西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心)
摘要双螺杆多相混输泵依靠螺杆相互啮合容积的周期性变化来输送流体, 在设计上利用气
体的可压缩性成功地降低回流损失, 从而提高泵的容积效率。简述了泵的原理、结构、工作性能
及特点。实际应用表明, 这种泵可提供中小流量和低中高各种压差, 可输送 0~ 100% 范围内任
何含气率的流体, 对多相流介质具有良好的增压效果, 适应陆地及海上等多种工况条件。以多相
泵为核心的多相混输技术已在石油工业中得到广泛应用, 特别对边际油田和卫星油田的开发具有
显著的经济效益。还简要综述了国内外双螺杆多相混输泵的研究进展情况。
主题词双螺杆泵多相混输泵应用进展
油井产出液是由油、水、气体、砂及石蜡等组
成的混合物, 将这些混合物通过管道输送到中心处原理及结构
理机构称为多相混输。一般说来, 多相流是依靠油
层能量进行短距离输送的, 当油层能量不足时, 就双螺杆多相混输泵是在输送高粘度原油的普通
没有可用的设备对流体进行加压, 常用的方法是先螺杆泵基础上发展起来的, 依靠螺杆相互啮合容积
将气液相分离, 然后用泵和压缩机分别对液相和气的周期性变化来输送流体。当螺杆转动时, 吸入腔
相加压输送, 这需要一整套分离设备及两套独立的一端的密封线连续地向排出端移动, 使吸入腔的容
气、液输送管道。而多相混输系统以一台多相泵代积增大, 压力降低, 液体在压差作用下进入吸入
替输液泵和压缩机, 省去了繁杂的分离设备和输送腔, 随着螺杆的转动, 密封腔内的流体连续而均匀
管道, 既减少了基建投资, 又降低了管理费用, 因地移向排出腔, 从而将流体排出。泵的工作原理如
而是适用于边际油田、沙漠油田及卫星油田的一种图 1 所示。
高效经济的开发方式[ 1] 。多相混输泵是多相混输
系统中的技术关键, 由于混输流体是从油井直接采
出未经处理的气液混合物, 而且气相和液体含量往
往超过常规泵和压缩机的工作范围, 因此要求多相
泵兼有泵和压缩机的性能。目前可用于多相混输的
泵主要有以螺旋轴流泵为代表的旋转动力式多相泵
和以双螺杆泵为代表的容积式多相泵。由于双螺杆
泵对多相介质具有良好的增压效果, 可靠性高, 世
图 1 双螺杆混输泵原理图
界各国纷纷投入巨资进行双螺杆混输泵的研制开发。
X 曹锋, 生于 1974 年, 1996 年毕业于西安交通大学压缩机专业, 现在该校能源与动力工程学院攻读博士学位。地址: ( 710049) 陕西
省西安市。电话: ( 029) 3268724。
( 收稿日期: 1998- 09- 22; 修改稿收到日期: 1998- 12- 02)
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典型双螺杆混输泵的轴承为外置式, 与介质不
接触, 润滑条件好。流体由两端吸入从中间排出,
螺杆两端处于同一压力下, 故螺杆轴向力可自行平
衡。主螺杆依靠同步齿轮驱动从螺杆, 螺杆间能保
持一定间隙, 避免两齿轮的接触, 既减少磨损又可
允许非润滑介质通过。另外, 流体从泵侧进入泵
体, 从上部流出, 使泵体内存有定量流体, 从而