电潜泵油气分离器测试工艺研究.pdf

石油机槭
2011年第39卷第10期
CHINA PETROLEUM MACHINERY
试验研究
电潜泵油气分离器测试工艺研究
赵永武
(大庆油田装备制造集团研究院)
摘要通过对分离器的应用环境进行分析,得出了分离器入ロ与排气ロ压カ之间的关系,确
定了分离器的測试参数。根据分离器测试装置及压カ条件,制定了分离器的测试工艺。根据测试
工艺对101系列旋转式分离器进行性能测试,结果表明:分离器的扬程随流量的増加而减小,最
大扬程约5.5m,在流量为200m3/d时,扬程约0.5m;分离器的分离效率随入口流量的増加而
增加,在流量为200m/d时,分离效率超过60%;气体体积分数随入口流量的增加而减小,在流
量为200m3/d时,气体体积分数超过25%
关键词电潜泵油气分离器测试参数测试工艺性能曲线
电潜泵通常采用径流叶导轮或斜流叶导轮,井动液面不变化或变化很小,则分离器入口压力p
液含气量的增加会大大影响泵的性能,并最终产生与排气孔压力P将保持不变或变化很小。设排气
气锁,使其丧失气液举升能力。因此,在电潜泵系日与入口之间的距离为ん,则分离器入口与排气口
统中通常会采用井下油气分离器(以下简称分离之间的压差P2-0为
器),使片液在进入电潜泵前进行气液分离,确保
P8=P-Pa。≈b/102
泵的性能稳定。而要研制具有高气液分离能力的分
由于分离器的入口与排气口之间总长不超过1
离器,就必须要完成分离器的室内试验,室内试验m,即h<1m,所以
工艺的确定也就十分关键。笔者通过对分离器的工
p0=/102<0.01,即pP
作环境进行分析,结合相应的试验设备,确定了分
离器的室内试验工艺,并对101系列旋转式分离器2试验工艺的确定
进行气液分离试验,得到了其性能曲线。
2.1装置构成
1分离器的工作环境
分离器的室内试验装置可以模拟分离器井下工
作状态,其主要构成如图1所示。
正常运行时,分离器通常安装于潜油泵与保护
油气分离器测试装置
器之间。分离器的流道入口设计在下接头上,出口
动力供劇气液循环管路图」试验架体個遡控系统
设计在上接头上。出口有2个,側面的出口为排气
动「电て「水術「电力管「
孔,上端的出口为排液孔。分离器工作时,井液由
力动「环管」「环管线动定控制掉制量
电机路
路
架装置‖装置‖装
下接头上的人口进入,在分离器内进行气液分离,
分离后的气体由排气孔排出,分离后的液体则由排
图1分离器测试装置构成
液孔进入电潜泵1-2。
由于分离器工作时,从排气口排出的是气液混
电潜泵正常工作时,为满足沉没度要求,通常合物,从排液口进入潜油泉的也是气液混合物,所
要保证一定的动液面高度,即保证分离器入口到井以在分离器的测试装置中,要分別设置气体、液体
液表面的距离为200~300m。若井液供应充足,循环管路及测试设备,并通过对管路阀门的控制来
*大庆油田装备制造集闭研究院项目“澘油电泵油气分离器测试装置研制”(YY20090206)。“潜油电泵油气分离器测试装置”已获
国家实用新型专利,专利号:CN201607331U
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调控压力,使其与分离器井下工作状态相似-?。2.3.1液体单相流
2.2測试参数
(1)将分离器样机安装在分离器试验装置上;
通过分离器测试装置可以完成液体单相流
2)组装水循环管路,不安装离心泵
(水)下分离器性能指标测试,包括排量Q、扬程
(3)检查仪表、管线密封及电动机转向,准
H和功率P等;更重要的是能够实现气液两相流下备启动;
的气体分离效率n.及相应的气体体积分数p。等参
(4)启动机组,观察流量计1,调整回水阀门
数的测定或计算。
确定运行排量后,让机组运行10~20min;
对于液体单相流,测试参数包括注水后运行前
(5)观察各仪表显示是否稳定,如果稳定,
的入口压力Pa及出ロ压力p。,运行时的排量Q、准备测量
入口压力n、出口压力p。"4。通过这些参数,可
(6)根据排量范围确定测量点,逐点测量,
以推导出扬程的计算式
记录各点测试数据;
(po。-P2)-(po-pa)lx102(3)
7)试验完成后,按需要整理水循环管线
对于气液两相流,测试参数包括室温,注水关闭所有电源并整理各仪表,进行数据分析。
后运行前的入口压カpa及出口压力p。,运行时的2.3.2气液两相流
水流量Qn、注气量Q。、注气压力P。、排气口的
(1)将分离器样机安装在分离器试验装置上;
出气量Q。及出气压力P。、分离器入口压力P、出
(2)根据图2组装水循环管路及气循环管路,
ロ压力P。根据以上测定参数,可以推导压力P:确保阀门关闭;
下的注入气体流量Q及分离气体流量Q,气体
(3)检査仪表、电动机等是否正常,准备启
分离效率n,及分离器气体体积分数qp。等,如公式动机组
(4)~(7)所示。
4)先启动离心泵,然后启动分离装置电动
4机,观察流量表,调整进水阀2及出水阀1,确定
运行排量后,让机组运行10~-20min
5
5)观察各仪表显示是否稳定,如果稳定
Bop
准备测量
x100%
(6)按排量范围确定测试点,通过进出水阀调
整进入分离器液体量及入口压力,准备气体注入;
P
2n+Q×100%
(7)调整出水阀2,观察气体分离情况
(8)调整出气阀门,使压力表4与入ロ压力
2.3测试流程
分离器测试工艺流程(见图2)分为液体单向表1的示值约相等;
(9)逐渐增加注气量进行逐点测量;
流和气液两相混合流2种流程,分述如下。
(10)试验完成后,关闭所有电源,并整理各
仪表和测试数据。
3试验结果及分析
通过对101系列旋转式分离器进行试验,得到
分离器的性能曲线。图3所示为分离器液体单相流
测试结果。由图可知,分离器的扬程随流量的增加
而减小,最大扬程约5.5m,在流量为200m3/d
图2分离器测试工艺流程
时,扬程约0.5m。图4为分离器在气液两相流情
1一水箱;2ー出水阀1;3一出ロ压力表2;4一电动机
况下的测试结果。由图可知,分离器的分离效率随
5一分离装置;6一分离器样机;7ー入口压力表1;8一流
人口流量的增加而增加,在流量为200m3/d时,
量计1;9一进水阀2;10一离心泵;11一进水阀1;12一过
滤器;13一进气;14ー压力表3;15一流量计2
分离效率超过60%;而气体体积分数随人口流量
6一进气阀2;17、18一快换接头;19ー出气阀1;20一流
的增加而减小,在流量为200m/d时,气体体积
量计3;21ー出气阀2;22一流量计4;23一出水阙2。
分数超?25%。