外输泵机组在线监测故障智能诊断系统研究应用

针对油田外输泵机组实际运行中存在的问题,研制了外输泵机组在线监测故障智能诊断系统。通过实时监测外输泵机组振动、转速和油温等参数,实现了就地和远程在线监测外输泵机组的运行状态,及时诊断故障结果和提出预知性维修指导意见,确保了外输泵机组安全可靠地运行,延长了无故障使用期限,从而避免了非计划停机,节省了运行和管理费用,提高了生产效率。经2016年在长庆油田第三采油厂3个增压点的现场应用,满足了该油田绿色数字化油田发展的要求。     

外输泵机组在线监测故障智能诊断系统研究应用

目前,结合在外输泵机组运行的过程中存在很多的故障和问题,特研制出在线监测故障智能诊断系统来诊断外输泵机组在进行中的各类故障和问题,通过对外输泵机组的油温、转速以及震动等参数进行实时监测,从而有效的实现了对外输泵机组的运行状态进行远程和就地监测,并对外输泵机组的故障结果做出诊断,提出有效解决外输泵机组故障的策略和意见,促进外输泵机组能够高效、可靠地运行。主要研究外输泵机组在线监测故障智能诊断系统研究应用,旨在提高外输泵机组的运行效率。     

WZ11-1油田原油外输泵振动大问题的解决

海上平台WZ11-1油田开采的原油不进行油水分离处理直接混合外输,外输泵是油田输送原油的关键设备,进行减震处理可以解决外输泵一直存在的运行中泵体和橇块甲板面振动值高,以及备用泵在停止状态下受甲板面振动影响导致电动机轴承损坏的问题,从而减少泵维修频率和维修成本。对海上平台原油外输泵普遍存在的振动值偏高问题进行研究分析,结合海上平台外输泵的使用环境和条件,通过专业振动检测手段,查找出外输泵运行中振动值偏高的原因。为此,采取在泵橇底部增加减震器的解决措施,安装减震器不受海上平台空间狭小的限制,工程量较小,工期短。改造完成后,静态数据检测对比显示,泵体振动值平均减小了67%,未来将大幅度地节约维修成本。     

频谱分析法在外输泵故障诊断中的应用

新疆油田某作业区1#外输泵2010年5月以来出现较大的振动,经数据采集,运用频谱分析检测法进行图谱分析,找到了设备振动原因,检修后设备振动值降至标准范围以内。     

海上平台原油外输泵汽蚀余量计算方法

对海上平台原油外输泵的汽蚀问题展开研究,分析了外输泵发生汽蚀的条件,建立了外输泵汽蚀余量的计算模型,给出了适用于海上平台原油外输泵汽蚀余量的计算方法,利用该方法对恩平、垦利和锦州等平台原油外输泵的有效汽蚀余量进行计算。计算结果表明,分层高度和管道阻力损失对有效汽蚀余量影响较大,增加下沉甲板及减少阀门和弯头等管件数量是防止汽蚀的有效方法;泵有效汽蚀余量与装置参数及输送原油性质有关,并随原油输送量的增大而逐渐减小,可通过降低原油流速或加大吸入管径的方式来减弱泵的汽蚀。     

深冷大流量LNG高压外输泵的自主研发

LNG大型高压外输泵是LNG接收站的核心设备之一,具有设计温度低(-196℃)、处理流量大(300～500 m3/h)、扬程高(超过1 500 m)等特点,长期以来只能依赖进口。为了突破国外技术垄断、实现LNG高压外输泵的国产化,开展了水力设计、结构设计、材料加工与组装工艺、水力测试和低温测试方法等关键技术研究,研制了国内首台LNG高压外输泵,并与国外的同类产品进行了对比分析。实际应用与对比分析的结果表明:(1)所研制的高抗气蚀性能LNG高压外输泵水力模型,通过工厂液氮(LN2)低温试验和LNG接收站LNG实流工业应用的运行验证,设备运行平稳,流量、压力、振动、噪声等各项参数指标均能满足实际项目的要求;(2)所开发的高强度大型铝合金零件锻造及热处理技术,保证了零件在承受泵组自身重量、高压力、大功率运行载荷时泵运行的安全性与可靠性;(3)研发形成了全速全流量深冷低温性能测试技术。结论认为,LNG高压外输泵实现国产化后,设备投资较进口产品可以节省30%以上、供货周期缩短6个月,为我国LNG项目的建设及运营提供了后备力量。     

LNG轻烃回收装置投产问题分析与处理

山东LNG接收站建设了国内首套LNG轻烃回收装置,装置投产过程中发现轻烃LNG产品外输泵外输不顺畅,外输流量达不到设计要求,若该问题不能解决,则可能导致装置无法投产。通过设计参数对比分析与现场测试,认为是由于工艺区高压外输泵与LNG产品外输泵出口存在压力差所导致。对该问题提出三种解决方案:增加轻烃外输泵叶轮级数;在工艺区每台高压泵出口增设1台调节阀;对现有工艺总管进行改造,将两类泵出口管道分开独立设计。通过计算对比分析,认为轻烃外输泵增加两级叶轮的方案是短期最有效的解决方案,但从长远角度考虑,建议在项目二期建设时每台高压外输泵出口增设1台可以从DCS控制调节的截止阀。     

双螺杆油气混输泵的选型设计

随着油气田开采逐渐进入深度开采的后期以及边远低产油气井的陆续开采,为了保证井口回压和降低井场的建设成本,油气混输增压的工艺流程得到了越来越多的应用。油气混输泵作为流程中的关键设备,其选型的合理性及运行可靠性对于保证整个流程平稳运行具有重要意义。在众多的多相混输泵中,双螺杆混输泵以其适应性强、可靠性高的特点获得了越来越多的应用。由于混输工况的特殊性和多变性,双螺杆混输泵的选型设计也一直在工程应用的基础上逐步完善。文章结合某计量混输站油气混输泵的工程选型实例,梳理和总结了双螺杆油气混输泵的选型设计过程以及重要设计参数的确定方法。     

不同排量下轻烃泵优化运行方案研究

轻烃外输泵既是轻烃储库生产运行重要设备,也是高耗能设备,不同额定流量的轻烃泵,能耗差异较大。针对此问题,选择某轻烃储库的轻烃泵开展现场试验。通过模拟不同排量与泵效预期曲线,在机泵最佳工况范围内增大外输流量,记录机泵电流、出口压力、流量,振动参数变化对机泵工作状态影响,分析不同排量下轻烃泵最优运行方案。优化后,减少了机泵启停频次,至少节约能耗约16.7%,降低了轻烃储库生产运行成本。     

建立离心压缩机故障诊断标准的新方法

提出一种建立离心压缩机振动诊断标准的新方法,该方法通过数据截取、去除跳变值得到压缩机运行良好时的振动数据,以此为基础提取不同压缩机不同振动指标的标准值及超限值,从而形成针对不同压缩机的个性化诊断标准库。诊断过程中以此库为标准,判断压缩机运行状态。将该方法应用于陕京线离心压缩机的日常监测,诊断结果完全正确,表明此方法的成熟可靠,具有推广价值。     

海洋平台往复式压缩机组振动控制设计

海洋平台往复式压缩机组由于安装在柔性的平台结构上,相对陆用机组往往更易发生大的振动,且振动发生后的机组维修整改成本大、后果影响严重。为了控制海洋平台往复式压缩机组的振动,以某海洋平台往复式压缩机组振动控制设计为例,通过进行气流脉动分析,减小了机组脉动不平衡激振力;通过进行机械振动分析,抑制了机组设备及管道的振动水平;以及通过进行机组底橇和平台支撑结构的振动分析,降低了机组及平台结构的振动水平等。分析结果满足标准要求,为今后海洋平台往复式压缩机组振动控制设计提供技术方法和参考依据。     

海上油井不停泵除砂清砂工艺及射流泵优化设计

为解决海上油井采出液含砂对潜油电泵造成的磨损问题,提出了海上油井不停泵除砂清砂工艺。该工艺采用固液旋流除砂器进行油砂分离,使用射流泵将被分离出并沉淀在井底的砂砾清除出井底。依据某油井参数进行了结构初步设计,并通过正交试验及Fluent软件优选出了射流泵的最佳结构参数:面积比0.25、喉嘴距3.45 mm、喉管长36.8 mm、喷嘴锥角14°、喉管入口斜角60°。海上油井不停泵除砂清砂工艺既可延长潜油电泵检泵周期,又不占用平台空间,缓解了海上平台空间紧张的问题。     

南海某无人平台外输泵工艺设计研究

海上无人平台在国内的各大海域日益增多,降低了海上设备的操维成本和人力成本,但是无人平台的安全可靠性要求较高。无人平台的油气生产工艺流程多为简易化,原油自油井开采出来后,不经过处理直接进入外输管道。南海某无人平台较为特殊,需要设置外输泵进行增压方可满足生产要求。此文通过设计研究和方案比选,首次在海洋平台上,创新性地采用柴油置换备用泵中的原油,并增设远程启动信号,当运行的外输泵故障后,操作人员可在其他平台或者终端远程启动备用外输泵,进而保证无人平台的正常生产和安全生产。     

CRI-8型海洋平台岩屑回注造浆系统设计

在钻井过程中返排的岩屑需要按照国家法律法规要求进行处理。早期使用甩干机或干燥筛处理岩屑,减少岩屑的含油率,满足排海要求,或运回陆地处理。近些年采用热解析方式处理钻井岩屑,但存在环保要求不达标、设备本质不满足海洋平台防爆要求等问题。研制了海洋平台岩屑回注造浆系统。介绍了该设备的总体结构、工作原理、控制系统及主要技术参数。针对破碎机、研磨泵的主要易失效部件做了有限元分析。试验及现场应用结果表明,该技术满足环保要求,也满足经济性要求,可在恶劣环境作业,适用于海洋平台油基钻井液岩屑的回注处理。     

海洋平台中梁的裂纹诊断方法

基于振动诊断方法,将修正的线弹簧模型引入到铁木辛柯梁传递矩阵法中,计算出梁损伤前后的振动信息。利用振动信息,提出振型差值曲率方法,来诊断梁的裂纹位置和裂纹深度,研究证明,此方法可供梁的裂纹诊断参考。     

缆式投捞电泵技术及在海上平台的应用

目前海上油田实施无修井机平台检泵或换泵,只能依托于钻井平台配合作业,但由于钻井平台有限的作业资源、作业窗口、气象及作业成本的影响,不利于降本增效。缆式投捞电泵技术的引入与应用,恰能解决此难题,且不需洗压井,规避了储层伤害情况的发生。通过海上油田缆式投捞电泵技术的实际应用,表明该工艺完全适用于低产低效井或无修井机的无人平台,能最大程度挖潜生产井产能,较快恢复油田生产,有利于增储上产,具有较高的应用价值及推广价值。     

海洋平台往复式压缩机橇振动分析边界选取的探讨

以某海洋平台往复式压缩机组为例,通过ANSYS软件对比分析往复式压缩机橇不同约束边界条件下振动响应。分析结果表明:在以海洋平台组块腿为边界基准,以海洋平台立柱为边界,其振动分析结果误差较小,且计算量较小,可为海洋平台往复式压缩机橇振动分析边界的选取提供参考。     

用于海上采油平台的液压抽油机研制

用于海上采油平台的液压抽油机采用闭式回路,在主油泵进、出口油路上各设1组蓄能器,下行时将能量储存到蓄能器中,上行时蓄能器释放能量,与主油泵一起提升油井载荷,达到功率回收和节能的目的;另外,采用独特的全液压式换向控制回路,将液压缸放置在井口以下的工作筒内,可利用设置在油缸内筒上的“行程孔”来采集活塞到达上下终位的信息。该液压抽油机的液压站结构紧凑,占地面积小,适用于面积受限的海上采油平台。海上采油平台液压抽油机的研制成功并将工艺成熟的有杆抽油方式应用于海上采油,可大大延长油井免修期,降低综合成本,提高经济效益。     

基于状态反馈的海洋平台TMD振动控制技术研究

研究了随机波浪栽荷作用下海洋平台的TMD振动控制,建立了TMD-海洋平台振动模型,从TMD能量分析的角度对TMD参数进行了优化设计;同时将状态反馈引入系统,依据结构响应的反馈信息确定控制力．运用极点配置法,选取适当的反馈增益K,从而进一步达到控制结构振动的目的。     

海洋无钻修机平台修井作业方式

对目前我国海洋油气田无钻修机平台修井作业方式进行调研,对已经应用成熟的搬迁修井机、液压修井机、连续油管修井和投捞潜油电泵等作业方式进行综述,论证各项作业方式所适用的条件,并对技术局限性进行分析。根据我国国内海洋油气田的开发情况,制约无钻修机平台修井的瓶颈在于提高作业时效和降低作业费用。对国内海洋油气田开发趋势进行分析,未来无钻修机平台修井作业方式将有较大改进。对无钻修机平台修井作业方式进行思考和展望,整理海洋无钻修机平台修井的思路,为海洋平台开发和修井作业提供参考。