主题词射流泵降低回压流程曲线技术国内各油田多采用单井至计量站、计量站至联合站的布站形式,利用油井井口回压输油进站。由于部分油田单井距联合站距离较远,造成计量站干线回压较高,部分计量站的外输干线回压平均0.5~0.7MPa ,单井回压超过1.5M Pa ,直接影响油井产量。
目前一般都采用在计量站与联合站之间建接转站的形式来解决井口回压过高、影响油井产量的问题。
采用建接转站的方法虽然可以降低井口回压,但建设接转站的一次性投资过高,一般1座接转站需投资几百万元。并且其建设周期较长,往往需几个月的时间。油井产液经接转站油泵提升后输往联合站,但天然气的外输较难解决,如果采用双管外输,提高分离器的操作压力可保证天然气外输,但同时会增加井口的回压。如采用单管油气混输,油气混输泵不但价格昂贵,而且受油气比低、不能含砂等多种因素制约。若利用射流泵井口掺水降回压技术,则可以同时解决上述问题。
1 .射流泵工作原理及特点射流泵是利用高压液体经一级喷嘴喷射形成的抽吸作用,把被抽流体带入二级喷嘴,使两种流体在二级喷嘴的喉管内经充分的能量交换后,进入扩散管将动能转化为压能,从而达到提升被抽流体压力的目的。由于射流泵采用高压液体作动力液,所以整个泵体本身无任何运动部件,也无需电能消耗,具有寿命长、耐固体杂质等特点。
射流泵目前在石油、化工、医药等许多行业得到了广泛的应用,国内许多油田大量地使用射流泵进行采油、地面集输的试验。射流泵的佳工作范围,工作特性,讨论如下。
式中:P???射流泵的输入压力与输出压力比???射流泵工作液压力???射流泵出口压力???射流泵吸入压力。
式中:Q???射流泵吸入液量同工作液量之比???射流泵工作液量???射流泵吸入液量。
式中:η???射流泵工作效率。
射流泵工作特点见图1.
不论射流泵各部件尺寸如何匹配,压力怎样变化,图1中的曲线形状基本相似。如果改变它的工作条件,曲线只是向左或向右偏移,但形状不变。因此可以说这两条曲线反应了射流泵的基本工作特性。从图1(b)曲线可以看出,射流泵的工作高效率区范围很窄,这也是影响射流泵推广的主要原因之一。长期以来由于很难掌握射流泵的工作高效区,给人们造成了射流泵工效低的错觉。只有选择针对工况的专业产品,才能使射流泵充分发挥作用。
2 .射流泵井口掺水降回压技术常规掺水流程的井口回压、掺水来液井口压力及外输油压全部取决于油井所产气、液混输至计量站的回压,这也是边远油井回压高的成因。
采用射流泵掺水降回压工艺的井口流程如图2所示。
采用如图2所示的射流泵井口掺水流程,只要保证掺水来液压力P(射流泵工作液压力)高于计量站回压P(射流泵出口压力)0.3M Pa以上,就可使射流泵正常工作。从而依靠掺水来液的压力将井口来液吸入射流泵,使井口的回压P保持在0.00MPa左右(如提高动力液压力P值甚至可使井口回压出现负值),大大提高油井产量。
在化工、医药、食品领域射流泵被广泛用于反应釜、反应塔的抽真空中,油田使用的除氧塔亦使用射流泵维持塔内真空度。若使用低温水为动力液抽真空高可保持P降低井口回压有的技术保证,早在80年代初期华北油田雁翎油田、刘李庄油田就已经使用射流泵掺水输油技术。采用此项技术降低井口回压不仅可提高油井产量,依据相同的原理还可广泛应用于油井地面射流泵降压诱喷、延长自喷等方面。
3 .射流泵比例掺水与油气混输根据图1 (b)所示,当射流泵的工作压力比值P时,其流量比值Q接近于常数。如果调节图2中的阀门1使工作状态下的P值大于射流泵的P值,则可保证Q值接近常数。由于掺水比例要求不十分严格,所以采用射流泵掺水技术即使不使用掺水计量也可基本实现按比例掺水,并可根据油井不同时期的不同产量调节阀门1实现比例掺水。
目前国内外油田混输泵均采用气、液同时加压工艺,由于气、液物性间的巨大差异造成混输泵结构复杂、加工精度要求高,也使混输泵价格昂贵。
同时还受油气比不能过高、混输液中不能含砂等条件制约。而射流泵油气混输技术则完全抛弃了气、液同时加压的模式,根据气、液不同的流性特点合理匹配,使用普通离心油泵给液相升压。然后利用高压液流为动力液吸入气体并升压,从而实现油气混输。
射流泵混输采用高效离心泵对液体增压,可充分发挥离心泵在输送液体方面的优势,同时利用射流泵吸入气体并加压。全部提升能量均由离心泵提供,射流泵本身无任何运动部件,不易发生故障。
同一般的油气混输泵相比,此技术具有造价低、工艺简单、易行、耐含砂、可实现高油气比、易操作、故障率低等优点。
射流泵技术不仅可应用于掺水井口降回压、油气混输方面,而且可广泛用于射流泵采油、射流泵升降压解堵、诱喷、延长自喷期、射流泵配液及油田注水除氧等诸多方面,随着人们对射流泵技术了解的逐步加深,射流泵技术必将在油田生产中得到广泛应用。