油田大型離心注水泵的改造

馮勝利，高奎貯

（勝利油田分公司勝利采油廠，山東 東營 257051）

一、影響泵效的因素

一是轉子組合的裝配精度。影響轉子組合的裝配精度因素主要有泵軸的直線度和泵軸的圓柱度等、葉輪軸孔與擋套配合端面的垂直度、軸背帽端面與泵軸的垂直度、葉輪及各部件的圓跳動精度。二是多級泵的內部密封配合間隙過大，這部分漏失量是影響泵效的主要原因之一。此外，平衡系統的泄漏及軸套與填料的泄漏也會影響泵效。三是在工況條件不發生變化的情況下，安裝了改進的盤根壓帽后，其盤根壽命提高了1～3倍，取得了較好的效果。目前采購的油井盤根價格是11.8元/個，按照延長盤根壽命1倍計算，采油廠盤根平均壽命為22.9天，每年可節約8個盤根，節約費用94.4元。加工一個改進盤根壓帽的費用是280元，更換一個改進的盤根壓帽3年就可以收回投資。注水泵的葉輪及導葉的過流表面粗糙，這是造成水力摩擦損失過大的主要原因。四是轉子在高速運轉下的動平衡數值過大，引起注水泵整體振動，導致軸瓦下沉損壞。這主要是轉子各部件靜平衡的積累誤差，造成整個轉子的動平衡數值超過標準值，同時平衡系統零部件的使用壽命會直接影響注水泵的使用壽命。

二、改進方案

1.提高轉子裝配精度。將泵軸的圓跳動控制在小于0.02mm，直線度控制在小于0.02mm，各部的位置公差控制在小于0.3mm；將葉輪的內孔配合間隙控制在0.01～0.03mm，葉輪的密封環、擋套外圓以及內孔的同軸度在0.01～0.03mm；將葉輪等配件端面垂直度控制在0.01mm以內。轉子組裝后，各部的圓跳動控制在0.05mm以內，較改造前的0.10mm減小了一半。

2.將泵的密封配合間隙由原來的0.5mm縮小到0.45mm。對其密封環結構進行改造，采用迷宮密封、雙層迷宮密封來阻止液體由高壓區向低壓區的流動，減少了泄漏。同時采取堆焊鈷鉻鎢金屬修補手段，提高口環硬度，減緩了口環磨損速度，達到減緩泵效下降的目的。

3.針對注水泵的葉輪及導葉過流表面粗糙的情況，利用美國貝爾佐納“1341”超滑金屬涂層技術對注水泵葉輪進行噴涂，降低葉輪表面粗糙度，減少水力損失。操作時要求修理廠家將葉輪的流道及前后蓋板的表面先用風砂除銹，再用丙酮清洗后進行噴涂，以增強表面的附著力。

4.針對動平衡造成的振動過大等，采取了以下措施：采取靜平衡與動平衡相結合的措施，將動平衡的誤差控制在5g之內；將動平衡試驗機平衡的誤差顯示更新為數字顯示，提高了數據傳輸的直觀性與準確度；為檢測動平衡試驗的精度，設計制作了標準的動平衡試驗轉子，每兩臺泵就對動平衡機進行一次檢驗，保證了設備的精度。

5.運用先進的工藝提高注水泵配件的性能。將軸瓦的包角由原來的90°改為75°；對軸頸采用軸頸堆焊和刨光技術降低其粗糙度，增強了耐磨性；將軸套進行表面噴焊來提高表面硬度。

三、效益評價

改造后的三臺DF400－150×8注水泵與一臺DF300－150×9注水泵泵效平均提高1.4%，注水單耗降低0.34kW·h/m3，大修周期平均延長5 000h，單臺泵可節約費用60.91萬元，按在用的15臺泵計算，每年可節約費用約900萬元。