[发明专利]用于管理螺杆泵系统内的流体流的方法和装置

说明书

技术领域

本文公开的实施例总体涉及螺杆泵，且更具体地涉及多相螺杆泵的润滑和工艺流体管理。

背景技术

螺杆泵是使用两个或更多螺杆来沿着轴传输高速或低速流体或流体混合物的旋转容积泵。在一个实施例中，双螺杆泵可具有两个啮合反向旋转的转子螺杆。相互啮合的螺杆与衬里或壳体之间的体积或空腔将特定体积的流体沿轴向方向围绕螺杆的螺纹输送。随着螺杆旋转，流体体积被从泵的入口输送至出口。在一些应用中，双螺杆泵用于协助从陆上和海底钻井提取油和气。双螺杆泵降低储层(reservoir)上的背压并从而使得能够从储层获得更大的总回收量。

在许多情况下，双螺杆泵可用来从海底钻井泵送多相流体，该流体可进行处理以生产石油产品。因此，双螺杆泵可构造成阻止工艺流体的流进入轴承、定时齿轮、马达、环境等。尤其是，双螺杆泵在各转子的每个端部上都可采用轴密封件，从而总共需要四个密封件。轴密封件还典型地需要使用润滑冲洗系统，其维持密封系统的摩擦表面清洁，并从密封表面去除热量。

此外，在该示例中用于润滑双螺杆泵系统的各种零件(包括联接到转子螺杆上的轴承)的系统可能需要附加部件和维护。此单独的润滑系统给螺杆泵系统增加了成本和维护。

发明内容

根据本发明的某些方面，泵系统包括入口室、出口室以及设置在入口室和出口室内的多个转子，以便将多相工艺流体从入口室泵送至出口室。泵轴承邻近各入口室设置。在各入口室中邻近相应的轴承在各转子周围设置护罩。齿轮室构造成接收一部分多相工艺流体并使该部分多相工艺流体循环通过泵轴承以润滑泵轴承。护罩构造成允许该部分多相工艺流体中的一些通过泵轴承泄漏，从而减少入口室中颗粒物质的积聚。

本发明还提供了用于操作泵系统的方法，包括在入口压力下将工艺流体引入泵壳体的入口室，并旋转设置在泵壳体内的多个转子从而将工艺流体从入口室泵送至位于入口室之间的出口室，其中出口室中的工艺流体处于出口压力下。工艺流体被从出口室引向分离器，分离器构造成从工艺流体分离颗粒物质，并且一部分分离的工艺流体被从分离器引向泵的齿轮室。用来自齿轮室的该部分分离的工艺流体润滑泵轴承。来自泵轴承的该部分分离的工艺流体的其中一些经由转子护罩泄漏至入口室，以减少入口室中颗粒物质的积聚。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，其中贯穿附图，相似的标号代表相似的部件，其中：

图1是螺杆泵系统和根据本技术的一个实施例的生产平台的示意性表示；

图2是如图1中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统的透视图，包括分离器；

图3是如图2中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统的示意图，包括用于分离并引导遍及螺杆泵组件的工艺流体的系统；

图4是如图1中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统的详细透视图；

图5是如图4中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统的详细分解图；

图6是根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统内的部件的详细侧视图，包括转子螺杆、齿轮以及转子护罩；

图7是如图6中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统内的某些部件的详细透视图；

图8是根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统内的转子护罩的详细端视图；

图9是如图8中所示的根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统内的转子护罩的详细侧视图；

图10和11是根据本技术的一个实施例的螺杆泵系统的示意性图示，包括当多相工艺流体进入螺杆泵的入口室时使多相工艺流体旋转的构造，以防止颗粒的沉淀。

具体实施方式