海上油田外输泵流量的现场确定

【摘要】论文以旅大5-2平台为例，选取了两个数学模型对旅大5-2平台外输C泵的流量进行计算，并结合实际数据进行了简单的对比。为了方便现场计算，论文中介绍了如何使用Excel电子表格软件进行计算。对现场人员进行单台外输泵流量计算有一定的借鉴作用。

【关键词】海上油田 外输泵 流量 Excel

1 选取数学模型

通过文献调查[1]～[2]，发现目前针对离

心泵的流量和扬程的数学模型主要有以下两种。一种是指数形式，另一种是多项式形式。下面根据旅大5-2平台外输泵的的测试数据，对这两种模型进行相关的计算和求解。1.1 数学模型一

1.1.1？数学模型表达式

在离心泵的正常运转中，扬程H是流量

Hi = a-bQi2-m （式1）

式中：

m―列宾指数（光滑区0.25，混合摩擦区0.123）

a、b―常数

H―扬程（m）Q―流量（m3/h）

1.2 数学模型二

1.21？模型二的选取

相关资料表明离心泵的Q―H曲线可采用2～4次多项式来拟合。这里我们选择三次多项式对旅大5-2外输C泵进行拟合。表达式为：

H=A0+A1Q+ A 2Q2+ A 3Q3 （式2）

这里关键在于求取参数A0、A1、A2、A3。这里我们选择使用Excel中的LINEST函数来进行求解。

2 实际应用

上一节中，我们选择了两种数学模型，并结合旅大5-2平台外输泵的测试数据进行了求解，得出了两种模型的表达式。这里我们将结合现场外输泵的实际扬程，推测旅大5-2平台外输C泵的实际流量。我们选取2010年11月份的扬程360m，和2011年扬程220m进行计算。

2.1 数学模型一的实际应用

2011年11月外输C泵的扬程在220m左右，2010年10月份时外输C泵的扬程在360m左右。根据拟合的公式：

H=500.3667053-0.01524128Q1.877

（式3）

可以去推测2010年11月份左右时的实际流量为129.4225474m3/h，一天的流量为3106.141139m3/d。

2011年11月扬程在220m左右，根据公式可以算得流量为187m3/h 。2.2 数学模型二的实际应用

数学模型二的表达式为：

H=462.6505+0.320661 Q -0.00699 Q2-1.16907×10-5 Q3 （式4）

现在我们知道的数据为H1=360m， H2=220m；未知数为Q。即我们要得到泵的实际流量就必须要解一个一元三次方程。但是对现场操作人员来说，计算机编程或者使用MATLAB等软件使用起来较为复杂。这里推荐使用Excel软件进行根的搜索。

以H=220为例，我们首先选定Q的范围，这里我根据其测试数据将其范围选定在170～190m3/h，步长我们去h=1。在Excel表格A列中依次输入170到190的数据，然后在B列输入下面的公式即可：

“= 4 6 2 . 6 5 0 5 + 0 . 3 2 0 6 6 1 * A 2 -0 . 0 0 6 9 9 * P O W E R（A 2，2）-（0.0000116907）*POWER（A2，3）”

这样我们会得到一列数据，我们选取其中的一部分数据如下表所示。

旅大5-2平台共有两台原油外输泵同时工作（原油外输C泵、原油外输D泵），其中外输D泵的额定流量为80 m3/h。令外输C泵流量、外输D泵流量、回流量和外输量分别为QC、QD、QR、QS，则应有如下关系：

QS = QC+QD-QR （式5）

由于2011年10月和2010年10月外输D泵扬程相近，因此假设其流量近似不变。那么有：

QS2011-QS2010=QC2011-QC2010+QR2010-

QR2011 （式6）

2010年11月，旅大5-2平台计量总产液量在4700m3/d左右（196 m3/h），回流量为0。2011年11月，旅大5-2平台的日产液在5200 m3/d（217 m3/h）左右，回流量为25m3/h左右。因此计量总产液之差为500 m3/d左右。

将表2的数据带入式（式6）得出两个时间的外输流量差在695m3/d左右。

通过对比我们发现，所得的数据与实际计量数据接近，具有一定的参考价值，可以作为日常外输泵和流程调整的一个依据。

3 结论

本文结合海上油田的实际，针对外输泵流量和扬程的关系，选取了两种数学模型。并结合厂家的测试数据，利用Excel软件进行了计算，通过对比分析得出以下几点认识：

（1）及时的了解海上平台外输泵的流量和扬程，有利于了解泵的工作状况和后续的流程调整，有利于平台外输泵的管理。

（2）以上几种方法对旅大5-2平台外输C泵是适用的，拟合后的误差较小，对现场的操作人员来说使用起来也比较方便。

（3）两种方法推测的结果表明旅大5-2平台外输C泵在扬程为360m时，流量在130m3/h；扬程为220m，流量在180m3/h左右。两种数学模型得出的外输总量差值与平台实际产液量差值相近。

参考文献

[1] 李关，相军，等.泵优化运行问题的回归模型[J].油气储运，2004，23（2），16-18

[2] 石一民.离心泵性能曲线多项式拟合的一种简单方法[J].上海煤气，2005，4，39

作者简介

陈诚，男，2010年毕业于西安石油大学石油工程专业（本科），目前主要从事海上油气田开采工作。