多級離心泵作為海洋石油平臺原油外輸泵已有多年的使用經驗，在使用的過程中有部分作業方反饋有汽蝕和凝結的問題，文章根據作業方反饋的問題及對工程設計階段提出的建議，結合陸地化工廠設計的成熟經驗，對現有原油外輸流程進行了優化，從而達到解決汽蝕和凝固問題的目的。

　　關鍵詞:海洋石油平臺;原油外輸泵;多級離心泵;工藝優化

　　1前言

　　多級離心泵作為原油外輸泵在海洋石油平臺有著非常廣泛的應用［1］。外輸泵的主要功能是將處理后的原油輸送到相鄰平臺或者陸地終端或者FPSO［2］。項目實際生產運行中，有部分生產平臺反饋外輸泵在運行過程中存在汽蝕問題，同時也有個別生產平臺現場反饋備用外輸泵存在原油凝固的情況。在項目設計階段主要從兩個方面考慮汽蝕和原油凝固問題。為了防止汽蝕，通常采用增加工藝的有效汽蝕余量或者降低泵的必須汽蝕余量解決泵汽蝕的問題，為了防止原油的凝固，海洋平臺通常采取伴熱的方式解決備用泵和管線的凝固問題。針對部分生產中出現的汽蝕和原油凝固問題，文章主要考慮引入陸地化工廠的設計方法，從工藝流程的角度對離心泵的汽蝕和備用泵的凝固提出解決方案。

　　2現有原油外輸流程描述及遇到的問題

　　2．1現有外輸泵的流程描述

　　以渤海旅大某DPP平臺流程為例，簡要說明海洋平臺原油外輸的一般流程，具體流程圖如圖1。來自井口的混合物流首先進入到生產分離器進行油氣水三相分離，分離后的氣體和水進入到下游的伴生氣處理流程和生產水處理流程，含水20%的原油首先通過籃式過濾器進入到原油外輸泵，經過原油外輸泵增壓后進入到海底管道，通過海底管道輸送其他平臺或FPSO。

　　2．2存在的問題

　　2．2．1汽蝕問題從圖1可以看出，油井出來的混合流體經過一級分離器分為油、氣、水三相，實際上混合流體通過分離器進行了一級氣液平衡分離，經過分離器的原油飽和蒸氣壓與分離器的操作壓力相等。實際操作中，隨著產量、含水率、溫度等條件的變化，使得流體在管路流動過程中壓力降低，析出氣體，從而使得伴生氣與原油一起進入到泵體內，造成泵的汽蝕。泵在運行過程中如產生氣蝕，在影響流體流動的同時，還會造成泵產生噪音及振動，情況嚴重下甚至造成斷流現象，并會引起泵特性的改變以及過流部件的腐蝕破壞，縮短泵的壽命［3－4］。根據現場反饋的情況，在外輸泵入口有伴生氣析出，外輸泵體出現了振動、噪音等由于泵汽蝕引起的問題。為了緩解外輸泵汽蝕的情況，現場采用外輸泵入口的籃式濾器頂部放空閥進行放氣操作，部分氣體直接放入到大氣中，這種做法不僅造成了伴生氣浪費，同時也會給操作帶來了很大風險。2．2．2外輸泵凝固問題為了防止原油在不流動的情況下凝固，現有海洋石油平臺的管線和泵體都采用電伴熱設計，同時電伴熱掛應急電源，具體流程見圖1所示。在項目實際生產運行過程中，有些平臺作業方認為保溫伴熱雖滿足生產的情況，但保溫伴熱在施工的過程中有存在達不到伴熱溫度需求的情況。渤海曾出現過原油外輸備用泵泵體內凝結原油的情況，所以部分作業方希望原油外輸流程不僅要保溫伴熱，同時設計階段還要考慮外輸泵的熱備用工況。

　　3工藝解決方案

　　3．1平衡管線設置

　　針對汽蝕問題，在外輸泵入口過濾器下游的位置設置一條可以返回分離器液位以上氣相空間的平衡管線，并且為了方便操作，在平衡管線上設置隔離閥。這種做法不僅可以保證伴生氣不放空到大氣中污染環境，同時也可以緩解離心泵的汽蝕問題，具體流程如圖2。

　　3．2暖泵管線設置

　　為了解決外輸泵原油凝結問題，文章引進陸地設計同類經驗，從工藝流程上考慮防凝措施，增加原油外輸泵及管線的熱備用流程，具體流程如圖3。從圖3可以看出，在圖1的基礎上增加了外輸泵出口止回閥和隔離閥的旁通管線，同時也增加了離心泵的旁通管線，這兩條管線保證了原油外輸泵在工藝流程上的熱備用。外輸泵采用一用一備模式，為了防止備用泵和備用泵管線中原油凝固，原油經由運行泵的出口管線通過暖泵線流經備用泵的泵體、泵入口管線，最后通過運行的外輸泵增壓外輸。這種做法可以使備用泵出入口的閥門不關閉，為備用泵的啟動操作提供方便，同時也滿足了業主熱備用的需求。

　　4結論

　　文章主要從海洋石油平臺現場生產實際中原油外輸流程遇到的汽蝕問題和凝結問題入手，通過分析問題產生的原因，結合陸地化工行業的成熟經驗，給出了原油外輸泵的工藝流程優化，使平臺現場操作更加靈活方便，為今后海洋平臺原油外輸泵工藝設計提供參考。

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　　作者：曹浩明 張蘇飛 王振伍 穆家華 王志祥 蔡廣遠