[发明专利]带有分离器的多相泵,其中过程流体润滑和冷却该泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于泵送包含碳氢化合物的多相混合物的多相泵。

背景技术

化石燃料不以纯净形式存在于油田或气田中，而是作为包含液体组分、气体组分和可能还有的固体组分的多相混合物存在。利用泵从油田或气田泵送原油、天然气和化学品的多相混合物，并将其向前运输；并且该多相混合物还可能存在有海水和不固定份额的沙。在化石燃料的这样的输送时，使用多相泵，其能够泵送气-液混合物，并且所述气-液混合物还可能包含例如沙这样的固体组分。这样的多相泵被设计成能够长距离并且还竖直地输送被输送产品的高压泵。这尤其适用于从水下场所输送原材料的水下泵。

尤其是在利用难以访问的泵的情况下，例如位于海床上的泵，如果冷却和润滑能在低维护的情况下并且在几乎没有外部回路（例如，用于润滑剂）的情况下发生，这将是很有利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多相泵，其采用尽可能少的特殊操作介质回路来进行管理。

该目的通过最初命名种类的多相泵满足，其根据本发明具有分离系统，所述分离系统具有用于将多相混合物的至少一些至少部分地分离成多种相富集组分的第一分离级。单独的相富集组分，尤其是液体富集的液体组分和/或气体富集的气体组分，能用于多相泵中的特殊操作工作，例如泵单元和/或马达单元的润滑和/或冷却。

在有利的实施例中，多相泵包括用于将液体富集的液体组分作为润滑剂供应至待润滑的泵单元的供应系统。以这样的方式，能免除外部润滑剂的润滑剂容器和润滑剂回路。另外，能免除用于在泵的高压侧和在低压侧分隔润滑剂与泵送产品的密封。

待润滑的泵元件能够是多相泵的马达单元和/或泵单元的轴承。泵元件尤其地仅由液体富集的液体组分润滑。液体富集的液体组分是包含碳氢化合物并且其液体份额比多相混合物的液体份额高的液体组分。液体份额按重量计算尤其地高于98%，其中，液体的体积份额超过70%是有利的。

分离系统用于将液体富集的液体组分与多相混合物分离，尤其还用于将气体富集的气体组分与多相混合物分离，并且进一步尤其用于将诸如沙的固体组分与多相混合物分离，使得液体富集的液体组分至少大致从固体释放。具有大于100μm的颗粒尺寸的、且按重量计算高达1%、尤其按重量计算高达0.2%的固体份额在这方面仍然是相容的，并且能由大致没有固体的表示所涵盖。

多相泵适宜地是用于以至少10巴的压差泵送多相混合物的高压泵。例如，多相泵是尤其设置成用于在水面下使用、尤其在水面下下至100m、下至500m或甚至下至超过1,000m的深度处使用的水下泵、顶侧泵(top-sidepump)或另外的泵。该泵能够是准备用于原油的泵送的抽油泵。在这方面，多相混合物适宜地包含作为包含碳氢化合物的部分的石油或原油。此外，多相混合物还能包含甲烷、天然气或另外的气态燃料。

分离系统包括在多相泵的产品入口与产品出口之间的分支，用于分离多相混合物的一部分。分支能位于泵路径之前或之后，其能连接至泵的高压区域或连接至泵的低压区域。尤其是采用在高压范围内的布置，分支能够是泵送产品的、也就是说多相混合物的一部分能挤压穿过的部分可透的密封。为了允许分离组分（尤其是固体组分和/或气体组分）的进入产品入口与产品出口之间的产品通道中的回流，如果分离系统连接至泵的低压侧，使得能在那里引入被引出的组分，这将是有利的。

采用本发明的有利的实施例，分离系统具有除第一分离级之外的第二分离级，用于将液体富集的液体组分分离成更加高度富集的液体组分和气体富集的气体组分。分离级的另一功能是防止或至少抑制液体组分与气体组分的混合。因此能产生更加液体纯净的液体组分用于更加有效的润滑过程。

第一分离级有利地设置成将固体部分至少大致完全地与液体富集的液体组分分离。气体部分不必彻底地与液体富集的液体组分分离。液体富集的液体组分能在第二分离级中被分离成更加高度富集的液体组分和气体富集的气体组分，并且能单独地使用一种或两种组分。液体富集的液体组分从而能用于润滑和/或冷却泵元件，例如泵单元或马达单元的一个或多个轴承。

在本发明的特别有利的实施例中，气体富集的气体组分同样例如用于冷却泵单元或马达单元的元件。以这样的方式，液体组分与气体组分能以促进操作的方式用于多相泵，使得能减少用于润滑和/或冷却多相泵的元件的努力。