示)一起旋轉(zhuǎn)。變頻驅(qū)動(dòng)器2與用于多相栗的控制的控制裝置3信號(hào)通信，如圖1中的雙箭頭A指示，并且可以雙向地與控制裝置3交換數(shù)據(jù)?？刂蒲b置3優(yōu)選配置為數(shù)字控制裝置3。
[0048]兩個(gè)壓力傳感器11、12分別與控制裝置3信號(hào)通信，如圖1中的兩個(gè)箭頭B和C指示的。
[0049]此外，還提供喘振控制單元4以防止多相栗I的不穩(wěn)定的操作狀態(tài)，喘振控制單元4優(yōu)選集成于控制裝置3中。術(shù)語(yǔ)“防潛流安全措施(security against underflow)”或“喘振控制(surge contro I)”典型地還用于喘振控制單元4。
[0050]多相栗I的入口10在低壓力側(cè)通過(guò)供應(yīng)管線5連接到井眼100，流體通過(guò)供應(yīng)管線5能夠從井眼100流到入口 10。多相栗I的出口20在高壓力側(cè)通過(guò)出口管線6連接到儲(chǔ)存和處理設(shè)備200，流體通過(guò)出口管線6可以從多相栗I流到儲(chǔ)存和處理設(shè)備200。取決于多相栗I在相應(yīng)情況下設(shè)置于哪里，供應(yīng)管線5和出口管線6可以分別具有小于一米直至幾千米的長(zhǎng)度。
[0051]緩沖罐7優(yōu)選被提供于供應(yīng)管線5中，其以本質(zhì)上已知的方式用來(lái)補(bǔ)償流體的相分布中的變化。這些變化可能由離開(kāi)井眼的流體的氣-液比的自然引起的波動(dòng)引起，或者還可能由供應(yīng)管線5的架構(gòu)和管線動(dòng)態(tài)變化引起。緩沖罐7充當(dāng)過(guò)濾器或積分器，因此可以吸收或衰減流體的相位分布中的突然變化。
[0052]此外，還提供了用于流體的返回管線8，其將高壓力側(cè)連接到低壓力側(cè)。返回管線8從多相栗I的出口 20下游的出口管線6分支出來(lái)，并且在緩沖罐7的上游通向供應(yīng)管線5，使得流體可以通過(guò)返回管線8從高壓力側(cè)被引導(dǎo)回到低壓力側(cè)。至少一個(gè)控制閥9被提供于返回管線8中，并且與喘振控制單元4信號(hào)通信，如圖1的箭頭D指示的那樣?？刂崎y9設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)閥，通過(guò)此調(diào)節(jié)閥，返回管線8的流動(dòng)橫截面可以從完全閉合狀態(tài)(沒(méi)有流體返回)變化直至完全打開(kāi)狀態(tài)(最大的流動(dòng)橫截面)。返回管線8用于喘振控制，因此用于避免多相栗I的不穩(wěn)定的操作狀態(tài)，這也稱作喘振。
[0053]如果通過(guò)多相栗I的流量足夠大，則控制閥9完全關(guān)閉，使得沒(méi)有流體可以通過(guò)返回管線8流回低壓力側(cè)。如下文還要描述的，如果控制參數(shù)由于例如太少的流體到達(dá)入口 10(潛流區(qū))而超過(guò)極限曲線被喘振控制單元4檢測(cè)到，則喘振控制單元4控制控制閥9，使得它部分或完全地打開(kāi)返回管線8，這樣使得被傳送流體的一部分可以從高壓力側(cè)流回低壓力側(cè)。在這方面，控制閥9被打開(kāi)得很寬，直到控制參數(shù)的實(shí)際值再次位于極限曲線下。
[0054]控制閥9優(yōu)選配置成使得它可以連續(xù)地從完全關(guān)閉狀態(tài)直至完全打開(kāi)狀態(tài)地來(lái)改變返回管線8的打開(kāi)流動(dòng)橫截面。自然也可以在返回管線8中提供超過(guò)一個(gè)的控制閥，例如兩個(gè)控制閥，它們被并行地設(shè)置在返回管線8中。替代性地，兩個(gè)閥還可以相繼(即串聯(lián))地設(shè)置于返回管線8中，兩個(gè)閥中的一個(gè)優(yōu)選是快速的打開(kāi)/關(guān)閉閥，另一個(gè)閥是被配置為調(diào)節(jié)閥的控制閥。
[0055]此外，冷卻裝置13，例如熱交換器，還可以提供于返回管線8中，以從循環(huán)流體中提取熱。當(dāng)流體具有高氣體份額時(shí)，此措施是特別有利的。熱積累于是可以通過(guò)冷卻裝置13來(lái)防止。
[0056]如已經(jīng)提到的，喘振控制單元4使用控制參數(shù)的實(shí)際值來(lái)避免多相栗I或者栗I的不穩(wěn)定操作狀態(tài)。此控制參數(shù)根據(jù)本發(fā)明是操作參數(shù)。如已經(jīng)解釋的，術(shù)語(yǔ)“操作參數(shù)”意指可以確定栗I的操作并且可以由栗I的控制裝置4設(shè)置的那些參數(shù)，比如多相栗I的轉(zhuǎn)速，其功耗，驅(qū)動(dòng)多相栗I的扭矩等。操作參數(shù)因此是調(diào)節(jié)栗I或多相栗I的操作的那些值，它們可以被直接地或者間接地通過(guò)不同的操作參數(shù)在栗I處或者在多相栗I處設(shè)置。
[0057]操作參數(shù)用作控制參數(shù)尤其具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，不能被確定或者只能在費(fèi)很大努力的情況下被確定或者僅非常不準(zhǔn)確地被確定的那些過(guò)程值(諸如流體的實(shí)際相分布)對(duì)喘振控制而言不再必須是已知的。在栗作為單相栗的實(shí)施例的情況下，例如不再需要知道實(shí)際流量，從而使得可以省去流量計(jì)。
[0058]在本文描述的實(shí)施例中，操作參數(shù)和由多相栗I產(chǎn)生的壓力差之間的關(guān)系被用于喘振控制。壓力差可以在多相栗I的操作過(guò)程中借助兩個(gè)壓力傳感器11、12通過(guò)測(cè)量非常容易、非常準(zhǔn)確地確定。
[0059]為更好理解，圖2示出了多相栗I的典型操作圖，圖中示出了由多相栗I產(chǎn)生的壓力差與由多相栗I傳送的流體的流速之間的關(guān)系。流速Q(mào)施加于水平軸，壓力差DP施加在豎直軸。使用多相流體，此關(guān)系自然非常大程度地取決于被傳送流體的相分布。具有液相和氣相的流體的相分布通常由GVF值(GVF:氣體體積分?jǐn)?shù))表征，其指示了氣相的體積流量與流體的體積流量的比率。GVF值因此位于O和I之間或者位于O和100%之間，其中，O值表示只有液相存在，I值或100%表示只有氣相存在。
[0060]圖2示出了對(duì)于5個(gè)不同的GVF值，壓力差DP與流速Q(mào)的依賴關(guān)系。相應(yīng)的GVF值在由101指示的iso-GVF曲線上是恒定的，顯示為實(shí)線。在這方面，最低的iso-GVF曲線101或距離圖示的左邊最遠(yuǎn)的曲線對(duì)應(yīng)于最大的GVF值。iso-GVF曲線101在圖中越高或越偏右邊，則關(guān)聯(lián)的GVF值越小。此外，iso-功率曲線102還顯示為圖2中的點(diǎn)劃線，在其上，多相栗I的相應(yīng)功耗是恒定的。
[0061]此外，下喘振極限曲線50也顯示于圖2中(以實(shí)線)，其通常也稱作喘振線。如果超過(guò)此下喘振極限曲線50，使得多相栗I移動(dòng)到下喘振極限曲線50上方的由40標(biāo)記的區(qū)域中，則多相栗I處于不穩(wěn)定的操作狀態(tài)。參照?qǐng)D2可以容易地認(rèn)識(shí)到流體的實(shí)際相分布的變化如何可以非常突然地導(dǎo)致超過(guò)下喘振極限曲線50，并因此處于不穩(wěn)定操作狀態(tài)。實(shí)際相分布的變化例如對(duì)應(yīng)于從一條i so-GVF曲線1I到另一條i so-GVF曲線的跳躍。
[0062]為了可靠地避免在多相栗I的操作期間在區(qū)域40中的這種不穩(wěn)定操作狀態(tài)，極限曲線60關(guān)于用作控制參數(shù)的操作參數(shù)被固定，并與下喘振極限曲線50間隔開(kāi)，在根據(jù)圖2的圖示中，處在下喘振極限曲線50下面。極限曲線60在圖2中顯示為虛線。
[0063]如果在多相栗I的操作過(guò)程中，用作控制參數(shù)的操作參數(shù)現(xiàn)在達(dá)到極限曲線60，則喘振控制單元4控制控制閥9，使得通過(guò)返回管線8的流量提高，并且確實(shí)提高得很多，使得用作控制參數(shù)的操作參數(shù)的實(shí)際值移動(dòng)離開(kāi)極限曲線60，并離開(kāi)不穩(wěn)定操作狀態(tài)的區(qū)域40 ο
[0064]為此目的，自然需要極限曲線或下喘振限制線對(duì)于特別用在喘振控制單元中的操作參數(shù)是已知的，并且其進(jìn)展根據(jù)可以在多相栗I的操作過(guò)程中被簡(jiǎn)單可靠地測(cè)量或確定的值是已知的。
[0065]在這方面，已經(jīng)證明了當(dāng)操作參數(shù)對(duì)壓力差的依賴由實(shí)際上通過(guò)多相栗I產(chǎn)生的壓力差確定時(shí)，是特別有利的。極限曲線或下喘振極限線然后指示了操作參數(shù)和壓力差之間的唯一關(guān)系。
[0066]原則上，所有操作參數(shù)都適于喘振控制。然而，已經(jīng)證明的是，操作參數(shù)與驅(qū)動(dòng)多相栗I的扭矩具有唯一的關(guān)系是有利的。驅(qū)動(dòng)多相栗I的扭矩特別優(yōu)選被用作操作參數(shù)。
[0067]扭矩是操作中經(jīng)常可用的操作參數(shù)，因此允許有非常高的更新率。多相栗I采用的扭矩的實(shí)際值可以通過(guò)變頻驅(qū)動(dòng)器2在任何時(shí)候提供。
[0068]壓力差DP可以以非常簡(jiǎn)單可靠的方式通過(guò)兩個(gè)壓力傳感器11、12測(cè)量，壓力傳感器11、12將它們測(cè)量的壓力值通過(guò)信號(hào)連接B和C相應(yīng)地傳輸?shù)酱窨刂茊卧?，喘振控制單元4通過(guò)它來(lái)確定壓力差DP的實(shí)際值。
[0069]為了確定由多相栗I采用的扭矩所用的極限曲線60’(圖3)或下喘振極限線50’，優(yōu)選使用在將多相栗I投入操作之前，例如在測(cè)試臺(tái)上確定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0070]圖3示出了在扭矩相對(duì)壓力差的應(yīng)用中，極限曲線60’和下喘振極限線50’的圖示。壓力差DP示于水平軸上，由多相栗使用的扭矩T示于豎直軸上。由105標(biāo)記的菱形表示實(shí)驗(yàn)確定的測(cè)試數(shù)據(jù)，其中，多相栗以不穩(wěn)定操作狀態(tài)運(yùn)行。為了確定這些測(cè)試數(shù)據(jù)105，故意使多相