[发明专利]单泵泵送多相气液混合物的方法

说明书

本发明涉及用单泵作为压送机向多相液气混合物提供压力能量的方法，特别适用于从油井中取出的多相流体。该系统也能处理含有少量固体颗粒的流体，这取决于泵所允许的固体通过量，本发明最适用于在无人看管和很少维修的条件下要求高度可靠性的情况。这些情况可以涉及海下应用，无人海上平台，以及陆地上环境恶劣的场合，或者从后勤观点看供应困难的地区。

近年可行的泵送多相气液混合物的方法和系统归纳如下述两类：

A)基于各相分离的方法和系统，用一部机器(一个泵)仅操作液相物，而另一部机械(一压缩机)仅用于气相物；

B)基于使用多相泵的方法和系统，能直接处理多相混合物。

(A)类系统需要使用两种类型的机器，其中之一(压缩机)的特征在于它有相当的机械精密性，但可靠性差。

(B)类机器目前尚处于实验阶段。还需要进行大量的工作和实验才能达到有效和可靠的工业水准。

本发明的目的是提供一种利用一个普通泵就能克服前面提到的现有技术缺陷的泵送多相气液混合物方法。

本发明泵送多相气液混合物的方法的特点是使用一个泵作为压送机，并至少使用两个泵送容器，此两容器交替地实行吸入功能及压缩和/或运送功能。

由于泵必然只用于液相物，因此可以从普通泵中选取，特别可以选用一个离心泵。

在仅使用两个容器时，它们总是交替地实行吸入及压缩/运送功能。

在使用两个以上容器时，还可实行一辅助功能。

本方法披露出两种操作法。

第一种操作方法仅用两个泵送容器，交替行使吸入功能和压缩/运送功能，如使用多于两个容器，这些容器交替行使吸入功能、压缩/运送功能和辅助功能。

上述第一种操作方法包括下述步骤：

(a)将多相混合物从一加压吸入管道在所述吸入管道压力下输入一充满液体的气液相分离器中，在所述第一气液相分离器中将多相混合物分离成一气相和一液相；

(b)使气相进入一空的第一容器直至压力到达吸入管道压力；

(c)在气液分离的同时，将存在于所述气液相分离器中的液体和在气液相分离器内分离的液体送至一泵，借助于该泵液体被泵入一充满吸入管道压力下之气体的第二容器，使得容纳于所述第二容器内的气体由最初存在于所述第一容器内的所述液体压缩，直到到达一等于运送管道之压力的压力；

(d)通过将更多的液体从所述气液相分离器通过所述泵引入所述第二容器，使得被压缩的气体和压缩液体离开第二容器并进入所述运送容器，离开所述第二容器的液体数量与在气液相分离器内进入系统的液体数量相同。

在本方法中，在使用两个以上容器的情况下，每个容器可以依次起吸入、辅助、压缩/运送作用；或起吸入、压缩/运送、辅助作用。

第二种操作方法仅适用于两个以上的容器，这些容器交替实行吸入功用、压缩/辅助功用和运送功用。

上述第二种操作方法包括下述步骤：

(a)将多相混合物从一加压吸入管道在所述吸入管道压力下输入一充满液体的第一容器中，在所述第一容器中将多相混合物分离成一气相和一液相；

(b)在气液分离的同时将所述第一容器内存在的液体和在第一容器内分离出的液体送至一个泵，借助于该泵将液体泵入一其内充满着在运送管道压力下之气体的第二容器；

(c)使得所述第二容器内在运送管道压力下的一部分所述气体流入在吸入管道压力下的一第三容器，直到在所述第三容器内达到运送管道压力，同时通过将液体从所述第一容器泵入所述第二容器而在所述第二容器内维持运送管道压力，和

(d)通过将更多的液体从所述第一容器通过所述泵引入所述第二容器而使得被压缩的气体和压缩液体离开第二容器并进入所述运送容器，离开所述第二容器的液体数量与在第一容器进入系统的液体数量相同。

在这种操作方法中，每个容器依次起吸入，压缩/辅助，运送的功能

在使用离心泵的情况下，为使泵的操作状态尽可能稳定，使用(压力或流速控制)调节阀是必要的。

总之，本发明的方法具有如下优点：它能够仅使用一种机器(即一种通常的泵)而泵送多相气液混合物，不需要象现有技术一样使用两种装置，从而增加了可靠性。

图1示出根据本发明的一个实施例，

图2示出了根据本发明的另一个实施例，和

图3示出了根据本发明的又一个实施例。

泵送容器(1、2、3)的状态是由开关阀(4、5、6、7、8、9)的状态决定的，而开关阀受一个专用电子逻辑控制系统操纵。