海底油气多相混输泵的研究与应用.pdf

F LUI D MACHI NERY Vo 1 ． 3 9， No ． 3, 2 01 1 文章编号 1 0 0 5 0 3 2 9 2 0 1 1 0 2 0 0 4 0 0 5 海底油气多相混输泵的研究与应用 李松山。 曹锋 ， 邢子文 西安交通大学， 陕西西安7 1 0 0 4 9 摘要 随着石油工业的发展， 国外各公司、 科研机构等均投入大量的人力物力进行研究海底油气多相混输技术。而 研究其核心设备的多相} 昆 输泵更是发展海底多相混输技术的重中之重。分析了研究海底多相混输泵的意义， 简要综述 国内外螺旋轴流泵、 双螺杆泵等各种海底油气多相混输泵的研究与应用情况， 并描述了不同泵的特点、 工作原理和应用 范围。 关键词 多相混输泵； 海底 ； 应用研究 中图分类号 T H 3 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5- 0 3 2 9 ． 2 0 1 1 ． 0 3 ． 0 0 9 Re s e a r c h a n d Ap pl i c at i o n o f Aub s e a M u l t i ph a s e Pu m p L I S o n g s h a n， CAO Fe ng， XI NG Zi we n X i ’ a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ， X i ’ a n 7 1 0 0 4 9 ， C h i n a Ab s t r a c t As t h e d e v e l o p o f o i l i n d u s t r y． f o r e i g n c o mp a n i e s a n d r e s e a r c h i n s t i t u t e s s p e n d p l e n t y o f r e s o u r c e s o n t h e r e s e a r c h o f s u b s e a mu h i p h a s e t r a n s p o r t t e c h n o l o g y ． S t u d y i n g t h e mu h i p h a s e p u mp i s mo s t i mp o r t a n t b e c a u s e o f i t ’ s t h e c o r e e q u i p me n t o f s u b s e a mu h i p h a s e t r a n s p o r t s y s t e m． T h e w o r t h o f d o i n g r e s e a r c h o n s u b s e a mu hi p h a s e p u mp s w a s a n a l y z e d ． an d i t Wa S b r i e fl y d e - s c r i be d t h e r e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n o f s u b s e a mu h i p h a s e p u mp s s u c h a s h e l i c o n a x i a l p u mp s 、 t w i n S C I W p u mp s彻 d 8 0 O n， a s we l l a s t he i r f e a t ur e s、 prin c i p l e s a nd wo r k i n g c o n d i t i o ns ． Ke y wo r d s mu hi ph a s e pu mp； s ub s e a； r e s e a r c h a nd a p p l i c a t i o n 1 前言 随着石油工业的发展 ， 国外从 2 0世纪 8 0年 代开始以各大科研机构、 石油公司和设备公司多 方联合的方式 ， 投入大量 的人力物力进行海底多 相混输技术的研究。从最早 1 9 8 4年法 国石油研 究院 I F P 、 挪威 国家石油公 司 S t a t o i l 及法 国道达 尔 T o t a l 石油公 司三方联合投 资 2 0 0 0万英镑 的 “ 海神” 项 目， 到现 在几 十 年 的时间里 ， 意大利 A g i p 、 英国石油公司 、 美 国壳牌 、 T e x a c o 、 挪威国家 石油公司、 法 国 T o t a l 石油公司、 巴西国家石油公 司等国际著名石油公司均参与过海底油气多相混 输生产系统的研究与应用项 目。 收稿日期 2 0 1 0一 o 4 2 8 多相混输系统中的关键设备是多相混输泵， 由于混输 的流体是从油井直接采出的含油、 气 、 水 及各种杂质的多相流混合物 ， 而且气相和液相含 量往往超过常规泵或压缩机的工作范围， 因此多 相混输泵必须具有泵和压缩机两种性能， 是一种 特殊的增压设备 。 到目前为止， 国外公司已研制出了近 l 0种不 同类型的多相混输泵。每种混输泵有其工作范围 和条件以适应多相流体的复杂性。这些多相混输 泵已在 中国、 美 国、 加拿大 、 赤道几 内亚、 挪威 、 巴 西、 澳大利亚等国家的海底油田上进行了应用 ， 并 取得了良好的效果。国内相 比国外起步较晚， 研 究和应用均存在着一定的差距 。 2 0 1 1 年第 3 9卷第 3期 流体机械 4 1 2 各种海底油气多相混输泵的研究和应用情况 按工作原理的不 同， 海底油气多相混输泵可 分为旋转动力式多相混输 泵和容积式 多相混输 泵。旋转动力式多相混输泵又分为螺旋轴流泵和 多级离心泵等 ， 容积式多相混输泵又分为活塞泵 、 双螺杆泵 、 单螺杆泵等 。 2 ． 1螺旋轴 流 泵 螺旋轴流泵是 由法国石油研究 院 I F P 、 挪威 国家石油公司 S t a t o i l 及法 国道达尔 T o t a l 石油公 司三方联合投资 ， 由苏尔 寿公 司 S u l z e r和福兰墨 公司 F r a m o负责制造的“ 海神 P o s e i d o n ” 多相混输 技术研究项 目研究开发 的一种旋转动力式泵⋯。 螺旋轴流式多相泵 由若干级压缩单元组成 ， 如图 1 所示每个压缩单元包括一个叶轮转子和一个导 叶整流器。其工作原理是当多相流体进入叶轮 后 ， 在高速旋转的叶轮 中获得动能， 通过导叶的扩 压作用将此动能转换为压力能 ， 同时利用导叶叶 片的剪切作用破碎叶轮出 口的大气团， 在一定 程 度上调整多相流体流动状态 ， 为下一压缩单元 的 正常工作提供保证。随介质压力的升高， 流体 的 含气率下降 ， 叶轮转子和导 叶整流器的结构改变 以适合不同的含气率 。其 中螺旋形叶轮和导叶强 迫多相介质沿轴 向运动 ， 有效地防止了多相介质 在流道 内的相态分离。由于叶片问存在足够的间 隙， 这种泵在流体 中含有小部分固体颗粒 的情况 下仍能运行。螺旋轴流泵与容积式泵的根本区别 在于其压力的增加不是 由体积 的变化所引起 ， 而 是由能量的传递和转化实现 的。这种泵适用于大 流量、 高转速 、 低含气率的场合。到 目前为止 ， 福 兰墨公司和苏尔寿公 司仍然是世界上主要的生产 螺旋轴流泵的公司。 主轴 叶轮导叶整流 器 转 子 图 l 螺旋轴流泵压缩单元 “ 海神” 项 目于从 1 9 8 4年开始 ， 1 9 8 7年设计 制造出第一 台 P 3 0 0型多相混输泵。1 9 9 4年挪威 国家石油公司在其所属的北海 G u l l f a k s A平台上 安装了由福兰墨公 司制造的 P 3 0 1型多相流混输 泵系统。 自 1 9 8 7年“ 海神 ” 项 目研发出螺旋轴流 泵以来 ， 福兰墨公司又和壳牌 国际石油公 司合作 研究了一项水下 多相流混输泵站项 目S MU B S系 统 ， 该系统于 1 9 9 4年在水深 2 7 0 m 的挪威 D r a u g e n油 田投产运行。此次运行是螺旋轴流泵第一 次在海底油气多相混输泵系统中的应用 。受距中 心设施距离 、 水深及高压 、 优质给水要求成本 的制 约， S M U B S系统的应用受到一定 的限制。福兰墨 公 司又于 1 9 9 6年开发 出电力驱动的水下多相混 输增压泵站 E L S MU B S系统 ， 并分别于 1 9 9 8年在 中国南海水深 3 3 0 m 的陆丰油 田， 2 0 0 2年在赤道 几内亚的几处油 田进行了应用 。到 目前为止 福兰墨公 司已经在世界各 地的海底油 田安装 了 2 0多个水下多相混输系统 ， 发展形成了 F D C、 F S C 和 F MM 3种水下多相混输系统。苏尔寿公司生 产 的螺旋轴流泵主要应用 于陆上和海上平台， 海 底 应 用 方 面该 公 司正 在 与法 国德 克 尼普 公 司 T e c h n i p和法国石油研究院合作 生产一种新 型的 水下多相混输泵系统 ， 该系统可 以选用 电动机和 汽轮机两种方式进行驱动。 国内方面从 2 0世纪 9 0年代开始 了地面螺旋 轴流式混输泵 的研究工作 。中国石油大学 1 9 9 6 年起 以螺旋轴流式多相混输泵作为研究 目标， 从 输送机理及结构设计 、 性能预测和内部能量交换 、 试验研究 3个方面开展 了油气多相混输泵的研究 工作 ， 到 2 0 0 3年， 先后完成 了 3代原理机的性能 试验研究 ， 在叶片选型 、 扬程估算 、 性能预测模 型 建立以及内部流动规律研究方面都取得了一定的 进展_ 4 J 。为研制开发 新型井 下螺旋轴 流式气液 混输泵 ， 中国石油大学专门设计 、 安装 、 调试了气 液混输泵试验台， 并在完成试验 台的基础上进行 了井下螺旋轴流式混输泵输送纯液以及气液两相 介质时的外特性试验 。 2 ． 2多级 离 心泵 井用 电潜泵的一种 ， 如图 2所示其具体结构 为多级离心泵 。主要生产公 司有法国的斯伦贝谢 S c h l u m b e r g e r 公 司 和美 国 贝克休 斯 公 司旗 下 的 C e n t r i l i fi公司。多级离心泵是一种大排量举 升石 油的无杆抽油装备 ， 具有排量大 、 扬程高、 用途广 、 管理方便 、 检泵周期长 、 经济效益好等优点 ， 大量 4 2 FL UI D MACHI NERY Vo 1 ． 3 9， No ． 3, 2 01 1 应用于注水趋油、 高含水和低气油 比的油井 。由 于不能在高含气率 的情况下运行 ， 这种泵 目前在 海下 混 输 系 统 中应 用 较 少。2 0 0 2年 1 2 月 S c h l u m b e r g e r 公司为巴西石油公 司生产了一 台用 于水深 1 4 0 0 m， 含气率 2 2 ％的多级离心混输泵系 统， 该 系统一直运 行到 2 0 0 6年 1 2月。2 0 0 7年 S c h l u m b e r g e r 公司为巴西石油公 司生产 了一台用 于水深 1 3 5 0 m， 含气率 1 0～ 4 0 ％ 的多级离心混输 泵系统。C e n t fi l i fi公司为美国阿纳达科石油 A n a ． d a r k o公 司生 产 了用 于 水深 1 1 1 0 m， 含 气 率 为 5 7 ％的多级离心泵 。 图 2多级离心泵结构 2 ． 3 活塞 泵 活塞泵是最简单直接的一种混输泵 ， 通过活 塞直接对混合流体进行压缩而使得混合流体压力 升高， 通过阀控制流入 和排出。这种泵适合用于 低转速、 高含气率、 高压力的场合。活塞泵第一次 海下油田的使用是在 1 9 9 8年 6月在加拿 大的国 际油 田。1 9 9 9年威德福油 田服务有 限公 司生产 了一种柱塞式活塞泵 ， 这种泵在 2 0 0 2年开始在美 国的墨西哥湾进行安装使用 J 。 2 ． 4 单螺杆泵 图 3示出单螺杆泵典型结构 ， 单螺杆泵在石 油输送领域被大量应用在井下泵 中， 是一种 内啮 合的密闭式螺杆泵， 属于转子式容积泵， 依靠螺杆 与衬套相互啮合在吸人腔和排出腔产生容积变化 来输送液体的。主要工作部件由具有双头螺旋空 腔的衬套 定子 和在定子腔 内与其啮合 的单头 螺旋螺杆 转子 组成。当传动轴通过万向节驱 动转子绕定子中心作行星 回转时， 定子一转子副 就连续地啮合形成密封腔， 这些密封腔容积不变 地作匀速轴向运动， 把输送介质从吸入端经输送 至压出端， 吸入密闭腔内的介质流过定子而不被 搅动和破坏。单螺杆泵 由于容积效率小 ， 转子定 子接触 ， 需定期更换橡胶定子等缺点在海下油 田 中应用很少。 2 ． 5双螺杆泵 图 4示出双螺杆泵的典型结构 轴承为外置 式 ， 与介质不接触， 润滑条件好。流体从 两端吸 入， 从中间排出， 螺杆两端处于相同压力下 ， 故螺 杆轴向力可 自行平衡。主螺杆依靠同步齿轮驱动 从螺杆 ， 螺杆间能保持一定间隙， 避免了两螺杆的 接触 ， 既减少 了磨损， 又可允许非润滑介质的通 过 。在双螺杆泵泵 中， 转子 的转动和啮合产生了 一 个或多个连续从入 口区域 向出 口区域运动的 腔 。双螺杆泵具有强制输气 液 的特点， 因而无 论含气率如何变化 ， 都可以强制性地将油气从人 口经过各腔室输送到排 出口， 性能不会因为含气 率的提高而大幅下降， 所以它可以输送含气率较 高的混合物。这种泵具有运转平稳可靠 ， 能在宽 广的转速范围内保持高效 ， 适合变频驱动 ， 允许输 送介质中含泥沙等杂质 ， 适合中、 小流量和低、 中、 高扬程， 流量稳定等特点。但也存在输送流量较 小 ， 对泥沙敏感 ， 螺杆外缘与缸体磨损后压力迅速 降低 ， 致使该型泵工作可靠性低 、 维修量大 、 寿命 低 、 运行成本高等问题 。海底应用 的双螺杆油气 混输泵的主要生产商有德 国伯曼、 雷 士 L e i s t r i t z 公司、 美国 F l o w s e r v e等公司。 图3 单螺杆泵结构 图4 双螺杆油气混输泵结构 理论研究方面 ， 1 9 9 3年 V e R e r 等人提 出了一 种简化模 型， 如 图 5所示 ， 引。模 型将泵 的工作 过程近似为一系列充满流体并在不停 的从人口向 出 口移动的圆柱体 ， 由于泵旋转离心的作用， 气体 2 0 1 1年第 3 9卷第 3期 流体机械 4 3 位于流体的中心 ， 液体位于流体的外 围。在这种 情况下 ， 流体的泄漏可以被视为单相纯液模型 ， 其 流量由泄漏 两侧 的压差 决定。1 9 9 6年 E g a s h i r a 等提出了双螺杆油气混输泵 内部压力分布的经验 公式模型 9 j 。 ’ ㈩ 式中p 第 i 个腔室的压力 P 、 P d 进 出口压力 n 腔室数 目 与压差 、 含气率 和转速有关 的参数 ， 通过试验数据获得 图 5 V e t t e r 等提 出的双螺杆泵简化模型 随着含气率 、 压差 、 转速和流体可压缩性 的增 加 ， 泵内部压力沿轴向的分布越来越陡峭。2 0 0 3 年 Ma r t i n提出了一种方便工程应 用的双螺杆油 气混输泵模型 ， 这种模 型不需要知道泵的精确数 据以及各种泄漏间隙的具体 情况 。模型假设 所有泄漏均为通过螺杆齿顶和机壳间的单相圆柱 环形间隙泄漏 ， 并将这种泄漏近似为通过两平板 间的流动。2 0 0 4年 C o o p e r 等人提 出了与上述类 似的等温模型 ， 在以上基础上研究发现泵 的效率 随流体的粘性增大而升高 ， 以及轴 的变形和偏心 会对泄漏量产 生很 大的影 响 。以上双螺 杆油 气混输泵的模型均为假设泵产生的热量可以被流 体完全带走的等温模 型， 在高含气率 的情况下不 能很好的满足实际情况 。2 0 0 4年 R a u s c h等人提 出了绝热模型 ， 考虑各个腔室直接的热量交换 ， 同 时气体的压缩认为是绝热压缩 。 2 0 0 6年 K l a u s R a b i g e r 等提 出了专 门针对高 含气率情况 的模型如 图6所示。 图6 K l a u s R a b i g e r 等提出的双螺杆泵泄漏模型 这种模型详细考虑 了 3种 间隙的泄漏 ， 同时 分别 对 气 相 和 液 相 的泄 漏 量进 行 了计 算 。 2 0 0 8年 K l a u s R a b i g e r 进一步做了试验 ， 试验装置 如图 7所示。 孽 图 7 K l a u s R a b i g e r 的试 验设 计 作者通过透明的玻璃机壳观察双螺杆泵内部 的流动情况 ， 并用高速摄影机进行了记录， 记录图 像如图 8所示 。 图 8 K l a u s R a b i g e r 试验观察结果 双螺杆油气混输泵最早在海下油田的应用是 1 9 9 4年 由意大利 A g i p石油公 司投资 ， G E公 司设 计制造在意大利 的 P r e z i o s o油 田进行 了应用 。 其运行 工 况 为水 深 5 0 m， 流量 6 5 m ／ h ， 含 气 率 3 0 ％ ～ 9 0 ％。1 9 9 8德国鲍曼公 司和 A k e r K v a e r n e r 公司合作参与 D E MO 2 0 0 0项 目， 生产的水下双螺 杆多相流混输泵从 2 0 0 1年到 2 0 0 2年在挪威 国家 石油公司的试验室进行 了一系列试验 ， 最终 2 0 0 6 年安装在 了北海的 l y e l l 油 田， 设计的运行工况为 水深 1 4 6 m， 流量 1 1 0 0 1T I ／ h ， 含气 率 4 0 ％ ～7 0 ％。 2 0 0 7年鲍曼公 司和 A k e r K v a e r n e r 公 司再 次合作 为英国石油公 司为于墨西哥湾 1 7 0 0 m深的 3处 海底油 田生产了 2套海下双螺杆混输泵系统。德 国雷士 L e i s t r i t z 公 司和 巴西石油 、 C u rt i s s Wri g h t 合作开发出 S B MS一5 0 0海底多相混输泵系统 ， 该 系 统经 过 在 巴西 的 陆地 进行 一 连 串压差 超 过 6 MP a的测试后 ， 已于 2 0 0 6年上半年应用于深度 超过 5 0 0 I l l 的巴西海域 。 ’ ” J 。美 国 F l o w s e r v e公 司和壳牌石油公 司合作于 2 0 1 0年 3月成功完成 了 1台压差 1 7 ． 2 MP a ， 水深 3 0 0 0 m 的双螺杆油气 FLUI D MACHI NERY Vo 1 ． 3 9， No ． 3， 2 01 1 混输泵的测试 ， 无论在压差和水深方面都具有里 程碑意义 ， 随后 F l o w s e r v e 公司将会对其进行全方 面的系统测试 。 2 ． 6混合 泵 海底油气混输泵可分为以旋转轴流泵为典型 代表的旋转动力式多相泵和以双螺杆多相混输泵 为典型代表的容积式多相泵。其中双螺杆泵在高 压差情况下效率较低， 轴流泵虽然效率高但受力 距较大o 2 0 0 9年 由 P i e r r eJ e a n B i b e t 、 B e rna r d Q u o i x和 H a a k o n G r i m s t a d提出了一种混合式油气 混输泵 。该混合泵由两个部分组成 ， 前一个部 分为若干级轴流泵结构 的叶片， 后一个部分为若 干级类似离心泵结构 的单元 ， 多相流体经过第一 段后含气率下降到 1 0 ％ 以内， 从而满足离心泵结 构适用于低含气率的情况 。这种混合式油气混输 泵已经生产了一种两级轴流叶片单元加两级离心 泵叶片单元的样机 ， 目前正在系统的测试 中。 3结语 图9 示出各种油气多相混输泵的压力和流量 的应用范围。 1 0 0 0 0 O 3 0 0 Q b b l ／ d a y 图 9 各种海底油气多相混输泵 的应用范围 综上所述 ， 水下油气多相混输生产系统与传 统的固定平台生产系统相比， 不需要增加分离装 置， 占地面积小， 油气输送共同使用一根管路， 同 时通过降低井 口回压 ， 增加油气产量， 从而节省大 量的油 田开发费用。促进了全球海上石油勘探开 发由浅水海域转 向深水海域 ， 还使边际油田得以 开发利用 ， 具有显著的经济效益和广泛的应用前 景 。 国外的部分海底油气多相混输泵技术， 如旋 转轴流泵已经趋于成熟 ， 并 已经在实际油田中应 用。国内无论在研究还是在应用方面都和国外存 在着一定差距。 参考文献 [ 1 ] G i e P ． F i e l dT e s t s o f t h e P o s e i d o nP u m p [ R ] ． C a r a c a s 2 LAP EC， 1 99 2． SP E p a p e r 23 6 2 4． [ 2] M o b b s A ． S u b s e a M u h i p h a b e P u m p s i n t h e Z a f i r o ／ T o p a c i o P r e c t [ R] ． H o u s t o n 4 A n n u m T e x a s A M Mu l t i p h a s e P u mp Us e r Ro u n d t a b l e， 2 0 0 2 ． [ 3 ] P i c k a r d B ． S u b s e a Mu l t i p h ase P u m p s i n th e C e i b a F i e l d ． W． A f ri c a [ R] ． H o u s t o n 5 A n n u a l T e x a s A M Mu h i p h a s e P u mp Us e r R o u n d t a b l e ， 2 0 0 3 ． [ 4 ] 李清平， 薛敦松， 李忠芳． 螺旋轴流式多相泵的实验 研究与优化设计 [ J ] ． 工程热物理学报， 2 0 0 4 ， 2 5 6 9 6 2 - 9 6 4 ． [ 5 ] 赵新学， 李增亮． 螺旋轴流式多相混输泵输送气液 两相时特性试验研究 [ D] ． 北京 中国石油大学， 2 0 o7． [ 6 ] C u r t i s G ． R a m Pum p[ R] ． C al g a r y T h e 1 A n n u al Te x a s AM Mu hi ph a s e Pump Us e r Ro un d t a bl e -CAN ADA，2 0 03． [ 7] V e t t e r G， Wi n c e k ． P e r f o r m a n c e P r e d i c t i o n o f T w i n - S c r e w P u mp s f o r T w o ． P h a s e G a s ／ L i q u i d F l o w P u l n - p i n g Ma c h i n e r y[ J ] ． A S ME ， 1 9 9 3 ， F E D 1 5 4 ， 3 3 1 - 3 4 | D ． [ 8 ] V e t t e r G， Wi rt h W， K o me r H ． Mu h i p h ase Pum p i n g wi t h T wi n Sc r e w P u mp s - -Un d e r s t a n d a n d Mo d e l Hy - d r o d y n a mi c s a n d H y d r o a b r a s i v e We a r [ J ] ． H o u s t o n 1 7 I n t e r n a t i o n al P u mp User s S y mp o s i u m， 1 9 9 9 1 5 3 - 1 6 9． [ 9 ] E g a s h i r a K， S h o d a S ， T o c h i k a w a T， e t a1． B a c k fl o w i n T w i n Sc r e w T y p e Mu l t i p h a s e P u mp ． S P EP F，1 9 9 8， 64 ． [ 1 0 ] Ma r t i n A M． Mu l t i p h ase T w i n S c rew Pum p Mode l i n g for t h e O i l a n d G a s I n d u s t r y [ D] ． T e x a s A M U n i - v e rsi t y， 2 0 03． [ 1 1 ] P r a n g A J ， C o o p e r P ． E n h a n c e d M u l t i p h a s e P r e d i c _ t i o n s i n T win ． Scre w P u mp s [ R] ． H o u s t o n 2 1 “I n t e r - n a t i o n a l Pu mp U s e rs S y mp o s i u m ， 2 0 0 4 6 9 - 7 6 ． [ 1 2 ] R a u s c hT ， B r andT J U， M e w e s D ． AMode l f o r th eD e - l i v e r i n g C h a r a c t e r i s ti c o f Mu h i p h a s e Pum p s [ R] ． B an ff 4 t h A n n u al N o a h A me r i c an Co n f e ren c e o n Mu l ti p h a s e Te c h n o l o g y， 2 00 4． [ 1 3 ] K l a u s R a b i g e r ， Ma k s o u d T MA， Wa r d J ． Th e o r e t i c al a n d e x per i me n t a l a n aly s i s o f a mu l ti p h a s e S C reW- p u m p h and l i n g g a s l i q u i d m i x t u r e s w i Ⅱ l v e ry h i g I I g a s v o l u m e f r a c ti o n [ J ] ． E x peri m e n t a l The r m a l a n d F l u i d S c i e n c e 2 0 0 8， 3 2 1 6 9 4 1 7 0 1 ． 下转第 5 l页 2 0 1 1 年第 3 9卷第 3期 流体机械 5 1 在内腔处放人煤油 ， 试验 时间 1 h ， 密封端 面 处无 泄漏 。 5 ． 2气密性检测试验 将总装后的机封 ， 向密封腔通入 N 进行气密 性试验 ， 试验压力为 3 MP a ， 试验时间为 3 0 m i n ， 压 力将应 ≤0 ． 1 5 MP a ， 检测结果为 0。 5 ． 3静 压检 测试 验 将总装后的机封 ， 向密封腔通人纯水进 行静 压试验 ， 试 验压力 为 6 ． 9 MP a ， 试验 时间为 4 h ， 泄 漏量应≤5 m l ／ ／ h ， 检测结果为 0。 5 ． 4运 转检测 试验 将总装后的机封进行运转试验 ， 试验压力为 6 MP a ， 试验转速为 5 4 r ／ m i n ， 试验温度 为常温 ， 试 验时间为 l O O h 。 上述试验中每 5 h记录一次试验压力 、 密封液 温升、 轴承温升 、 泄漏量 ， 试验结束后解体测试密 封端面磨损量 ， 检测数据如表 1 所示。 表 1 检测数据 泄漏量 密封液温升 轴承温升 端面磨损量 项 目 m l／ h ℃ ℃ m m 设计要求 ≤1 0 ≤1 5 ≤3 0 ≤0 ． 0 3 8 检测数值 2 4 1 5 0 ． 0 2 l 6 机械密封运转试验 总装 后 的机械 密封 在使 用工 况下 ， 进行 了 5 0 0 h运转试验 ， 泄漏量小于 5 m l ／ ／ h ， 密封液温升、 轴承温升及传动部件振动均符合要求 。P T A装置 结晶釜机械密封经过试制加工 ， 运转试验达到了 设计要求 ， 现 已成功投入现场应用。 参考文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 成 大先 ． 机 械 设计 手册 [ M] ． 北京 化 学 工业 出版 社 ， 2 0 0 5 ． 李继 和 ， 蔡纪宁 ， 林 学海． 机械密封 技术 [ M] ． 北京 化学 工业 出版社 ， 1 9 8 7 ． 搅拌 楼用 三 ／ 一， L ， 工 二 、 y 及 7。 1 3七 灭用 力二 力， L ／ 三 ／ 一， L ／ 送定基辈 、 使用方法及 保守点梭 [ Z ] ． N S O技衍资料， N o 0 5 5 7 ， 1 9 9 1 ． 日本麈桨楼械工柴会凰水力 橇械部会 ， 力 二力， L ， 一 ， L ， 委 员 会 ， Me c h a n i c a l S e a l H a n d b o o k[ M] ． 1 9 9 5． 作者简介 蓝庆友 1 9 6 7一 ， 男 ， 高级 工程师 ， 主要从事石 油 化工装置检维修工程 ， 通讯地址 3 0 0 2 7 1天津市 中国石油化工股 份有 限公司天津分公司化工部。 上接第4 4页 [ 1 4] K l a u s R a b i g e r ， Ma k s o u d T M A， Wa r d J ． T h e r m o - a n d fl u i d d y n a mi c mo d e l o f a mu l t i p h a s e p u mp， o p e r a t i n g a t v e r y h i g h g a s v o l u m e f r a c t i o n [ D] ． N u r e m b e r g U ni v e r s i t y o f App l i e d S c i e nc e s， 2 0 06． [ 1 5 ] C h i e s a G ． D e D o n n o S ． F e r r a r i G ． S u b s e a T e s t i n g o f a M u l t i p h a s e p u mp i n g u n i t p r o t o t y p e[ R] ．H o u s t o n l 99 4， 1 0 2 5． [ 1 6 ] C a e t a n o E F ， S i l v a R， k u c h p i l C ． S B M S - 5 0 0 C o o p e r a ． t i o n o n a S ub s e a Mu l t i ph a s e Fl o w Pu mp i n g S y s t em [ R ] ． H o u s t o n 1 9 9 7 ， 1 0 5 ． [ 1 7 ] O v e r v i e w o f S b m s 一 5 0 0 S u b s e a Mu l t i p h a s e P u m p i n g S y s t e m[ Z ] ． w w w． 1 e i s t r i t z c o r p ． c o m， 2 0 0 4 ． [ 1 8 ] F l o w s e r v e S u c c e s s f u l l y T e s t s 2 5 0 0 P S I S u b s e a Mu l t i ． p h a s e P u m p [ Z ] ． w w w ． fl o w s e r v e ． c o n， 2 0 1 0 ． 3 ． [ 1 9 ]P i e r r e B i b e t ， B e r n a r d Q u o i x ， n a a k o n G r i m s t a d ． H y b r i d p u mp - A n e w t y p e o f p u mp f o r t h e r l o r d e e p s e a p r o - j e c t [ R ] ． 2 5 i n t e m a t i o n a l p u m p u s e r s s y m p o s i u m， 2 0 O 9 ． [ 2 0] M u h i p h a s e p u mp s - t h e p a t h t o S u c c e s s [ Z] ． w w w ． wo r l d p u mp s ． c o m， 2 0 0 9， 4 ． [ 2 1 ] S t u a r t L ． S c o t t ， D e e p a k D e v e g o w d a ， A n a M． Ma rt i n ． As s e s s me n t o f S u b s e a P r o d u c t i o n ＆ W e l l S y s t e ms [ D] ． T e x a s A M U n i v e r s i t y ， 2 0 0 4 ． [ 2 2 ] E m i l e L ， D e l a y t e r m o z A， R e n a u l t J F ． D e p l o y m e n t o f Mu h i p h a s e P u m p s o n a N o rt h S e a F i e l d[ R] ． N e w Or l e a n s S PE An nu a l Te c h ni c a l Co n f e r e n o e a nd Ex h i b i t i o n， 2 0 01 ． [ 2 3 ] Ma c k S h i p p e n ，S t u a r t