[发明专利]工艺流体润滑泵和海水喷射系统

说明书

提出了一种工艺流体润滑泵，其具有公共壳体、布置在公共壳体中的泵单元和布置在公共壳体中的驱动单元，其中，公共壳体包括用于工艺流体的低压入口和高压出口。泵单元包括泵轴，所述泵轴从泵轴的驱动端延伸到非驱动端；以及第一泵节段，所述第一泵节段具有固定地安装在泵轴上的第一组叶轮。驱动单元被配置为驱动泵轴旋转。第一平衡鼓在泵单元和驱动端之间固定地连接到泵轴。第一泄压通道设置在第一平衡鼓和第一静止部件之间。第二平衡鼓在泵单元和非驱动端之间固定地连接到泵轴。第二泄压通道设置在第二平衡鼓和第二静止部件之间。设置连接第一后侧和第二后侧的平衡管线。

技术领域

本发明涉及一种用于输送工艺流体的工艺流体润滑泵，并且涉及一种根据相应类别的独立权利要求的前序部分所述的具有这种泵的海水喷射系统。

背景技术

用于输送工艺流体的工艺流体润滑泵已在许多不同的行业中使用。一个重要的示例是油气加工行业，其中工艺流体润滑泵被设计为例如用于输送烃流体的多相泵，例如用于从油田中提取原油或用于通过管道或在炼油厂内进行油/气运输。工艺流体润滑泵在油气行业中的另一个应用是将工艺流体（大多数情况下是水，并且尤其是海水）喷射到油储层中。对于此类应用，所述泵被设计为水喷射泵，其将高压下的海水供应到通向油储层的地下区域的井。这种水喷射泵产生的压力增加的典型值为200-300 bar（20-30 MPa）或甚至更高。

向油储层中的水喷射是增加从油气田中烃的采收率的众所周知的方法。喷射的水维持或增加油储层中的压力，从而驱使油或烃流向和离开生产井。

在某些应用中，将未经处理的海水喷射到油储层中。然而，在许多应用中，对海水进行预处理以避免对油储层的负面影响，诸如通过例如硫化氢（H₂S）使油酸化，或通过例如硫酸盐堵塞油储层中的孔隙或小通道。为了达到期望的海水质量，海水会通过一系列不断细化的过滤器，从而对海水进行微过滤。另外，可以使用生物或电化学过程来预处理海水。通常，过滤的最后步骤是纳滤（nanofiltration），特别是从海水中去除硫酸盐。纳滤是一种膜过滤工艺，需要以通常为25-50 bar（2.5-5.0 MPa）的压力向膜单元供水。特别是对于反渗透过滤，所需的压力甚至可能更高。在纳滤工艺之后，海水被供应到水喷射泵，被加压并喷射到油储层所在的地下区域中。因此，对海水进行预处理并将其喷射到油储层中通常需要两个泵，即用于向膜过滤单元供应海水的膜馈送泵和用于将过滤后的海水供应到井以将海水引入到油储层中的水喷射泵。

鉴于对油气田的有效开发，如今对泵且尤其是水喷射泵的需求不断增长，这些泵可以直接安装在海底，特别是在水面以下达100 m、达500 m或甚至达超过1000 m的深度处。不用说，此类泵的设计具有挑战性，特别是因为这些泵应在困难的海底环境中长时间运行，并尽可能少地进行维护和保养工作。这就需要采取特殊的措施来最小化所涉及的设备数量并优化泵的可靠性。鉴于水喷射泵部署在海底以及对海水进行预处理，如果海水喷射系统的安装深度足以使环境水压力足以馈送膜过滤单元，则可以省去膜馈送泵。例如，在水面以下500 m处，海水的静水压力已经为约50 bar，该压力可足够高来馈送膜过滤单元。

WO 2014/206919公开了一种海底海水过滤和处理系统，其具有将海水供应到硫酸盐去除单元（膜单元）的馈送泵和水喷射泵两者。为了最小化设备数量，WO 2014/206919建议使用由共同的马达驱动的两个不同的泵级，其中一个泵级用作馈送泵，以将海水供应给硫酸盐去除单元，并且另一个泵级用作水喷射泵。

不用说，对于海底上的海底安装而言，泵的可靠性以及最小化泵内的磨损和劣化至关重要。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种改进的或替代的工艺流体润滑泵，该泵特别适合于海底应用和部署在海底上。该泵在设备方面应具有较低的复杂性、较低的磨损和较高的运行可靠性。具体地，该泵应该适于被配置为用于将海水喷射到地下区域中的水喷射泵。另外，本发明的目的是提出一种包括这种泵的海水喷射系统。