[发明专利]密封系统装置

说明书

本发明涉及一种用于泵单元隔离流体密封系统的装置，和一种控制所述隔 离流体密封系统中压力的方法。

单相、双相和多相泵广泛应用于与石油采收的相关领域，且这些泵在 一些情况下可被置于水下。这些泵有多种用途，如在注水井中为水的注入 提供压力，或者从井中提出采出的流体。特别是涉及进入衰退期的井，因 为这些井的井压会降低。石油采收还在不断增加的深度中进行，对于在海 底安装的设备，这意味着更加严格的要求。泵是海底装置中很常见的部件。

通常，泵用来提高流体中从抽吸端的压力至输送端的压力。与泵相连 的隔离流体密封系统必须与泵的抽吸端和输送端的压力相匹配，换句话 说，即泵的工作压力。隔离流体一般是以一确定的相对于抽吸和输送压力 的过压输送给泵。所述过压应处于给定的限度内，例如超出工作压力10-70 bar，且不应高于或低于上述设定范围，因为这将导致密封不足或隔离流体 的过分消耗。

在这点上存在许多难题。一个难题是抽吸和输送压力通常会变化很 小，并且它们也可能在泵的使用寿命内变化。对于用于石油采收的泵，会 有很多导致泵的工作状态发生改变的因素。可能会有从井下开采的中断， 这将导致系统压力的增强，例如通过气窝增强。这种实际的存储压力会随 着时间而降低，或者会使产生流体发生改变，比如气体的流量随着时间而 增加，从而导致改变的压力状态等等。

这意味着需要一种动态的隔离流体密封系统，其中在隔离流体密封系 统中的压力对应着泵的工作状态。申请人提供了这种系统，其中由位于水 面上的装置上的系统向海底泵提供隔离流体。位于水面上的隔离流体系统 包括一个具有设定的最大压力的流体源向导向海底泵的供给管路提供流 体。在这种情况下，流体源包括带泵的隔离流体罐，将隔离流体从罐加压 到期望的最大压力且输送流体至隔离流体系统的供给管路中。第一阀位于 水面上的供给管路一点。第一阀开启后通过系统中在期望的最大压力的隔 离流体的供给在隔离流体系统中施加增压。第二阀被设置在第一阀之后与 水面上的供给管路连接。第二阀具有开启降低隔离流体循环的压力的功 能，其中它开启一位于第一阀之后的供给管路管路和系统罐之间的流体管 路。系统罐具有常规的大气压，因而可用作减压罐。这就导致了动态的隔 离流体密封系统可根据泵的实际的工作压力状态来持续地或间歇地进行 调整。当海底泵不是位于非常深的深度时，这种系统会运行得非常好，但 深度更深时会带来问题。如果具有多个潜水泵，每一个具有这种类型隔离 流体控制系统的泵都必须具有其各自的水面上隔离流体压力的控制系统 和每个泵从其水面上的装置向下至海底泵的一条供给管路。这是一种花费 相当高的解决方案。

然而，随着泵与水面上的设备之间的距离的增加，石油采收在不断增 加的深度中进行。如前所述，这就产生了许多难题。水面上控制系统与海 底泵之间的长距离导致系统需要相当长的响应时间。另一个因素是在更深 的情况下，泵内的隔障流体筒的静态压力在某些情况下会非常大，也就是 说，产生流体与隔障流体之间的压力差值会非常大，特别是对于泵的抽吸 端来说更是如此。这样可能出现一种状态，在隔离流体压力最小的地方即 泵中的隔离流体的静态压力，在某种情况下相对于泵的工作压力太高。

本发明的一个目的是提供一种用于泵的隔离流体密封系统装置来解 决前述的难题，且为泵提供了良好的运行条件。本发明的目的还在于提供 一种更大程度上独立于泵中的隔离流体的静态压力解决方案。本发明的另 一个目的是提供一种相对于目前存在的系统具有更短响应时间的装置，特 别是用于深水下的泵。本发明的进一步的目的是提供一种关于为多个海底 泵控制隔离流体的压力的简化系统的解决方案。

上述目的可通过随后的权利要求中的装置和方法实现。

本发明涉及一种优选用于潜水泵的动态密封系统装置。所述泵通过流 程入口管路和流程流出管路连接至流程流体管道，以提高流经泵的入口和 出口的流体的压力。泵优选用于水下使用，例如在海中，并与海底的设备 相连接。

泵包括用于对流经泵的流体增压的增压器，还包括驱动增压器的电 机，所述泵还与必备装置相连接，所述必备装置为提供所需的能量以及控 制泵的设施。本领域的技术人员会理解这一点。