提高注水泵效率的措施

張津銘　（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

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提高注水泵效率的措施

張津銘（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

注水泵是油田生產應用最廣泛的機械設備之一，其運轉過程涉及人員操作、管網維護、定期大修等多個流程。注水泵及其配套電動機，是油田最典型的高耗能機械。然而長期的高速運轉會導致泵效的降低，無形中增加了運營成本。結合生產實例，從改善技術管理、涂膜應用、改善密封程度，提高了大修水平，減少了注水泵運轉的能量損失，提高了注水泵的效率。

泵效；涂膜；密封；注水泵；提效

油田生產系統中，注水泵是最常見的機械設備，更是油田企業中的耗能大戶。注水泵運行過程中，由于零件磨損，管耗增高，人員操作不當等原因，導致注水泵發生容積損失，機械損失，水力損失，這些能量的損失降低了注水泵的效率。而提高注水泵的效率一直是泵修工作的一個難題。針對這一問題，采取提高密封程度，改善潤滑，涂膜應用，強化技術管理等措施，能夠進一步提高注水泵效率。

1　涂膜應用

大慶油田地下水含堿性高，這樣的特殊水質使注水泵泵殼內部出現大量水垢（2～3 mm），這些積垢遍布注水泵的進出口管線、葉輪、泵殼、導葉，減少了水泵的內部容積，增加了水泵葉輪的配重，影響水泵的運載平衡。同時，水力的高速沖刷導致葉輪過水面和流道的粗糙不堪，流阻的摩擦系數增大，增加了水力損失。以上因素導致注水泵的效率降低3%～8%，甚至超過10%［1］。

根據流體力學的原理，水分子在運轉的過程中產生漩渦和急流，而相對平滑的表面可以減少液體分界層和液體內部的渦流，增加液體流速。而注水泵的流量受到葉輪、渦輪摩擦和黏性產生的阻力影響。

結合這一原理，針對大慶油田注水泵積垢的現象，建議采取涂膜的方式來提升泵效。所選用的涂膜，是以氟樹脂為原料的增效涂層，具有耐高溫、耐老化、耐腐蝕、摩擦系數小等優點，有較強的噴涂黏結力和附著力，光潔泵件表面的機能較為顯著，能夠保證注水泵高速運轉的過程中，涂層能夠穩定的附著在泵件上。進行涂膜前，首先要對泵件進行除銹和清潔，然后噴涂底漆、干燥、燒結，等待底漆冷卻后，對泵件進行拋光處理。然后將涂層光滑的添加的泵件上，保證均勻涂抹。這一措施，既可以改善積垢的問題，也可以提高液體的流動速度，從源頭上解決了問題。

以采油六廠喇十一注水站2#機為例，該注水泵系統投產以來，設計功率2050 kW，注水單耗5.55 kWh/m3，排量 310 m3。近年來泵效不斷降低，2009—2011年平均泵效76%，2012—2013年平均泵效74%。以2012年為節點，注水泵的效率降低了近2%，檢查時發現，進口前段的過濾裝置發生問題，過濾網銹蝕嚴重，進口一端水質下降。2013年12月和2015年1月，分別對該注水泵進行了2次分解大修。2013年12月的大修，清理了泵體內的積垢陳垢；2015年1月的大修，分別對注水泵的全部葉輪進行了涂膜處理。

應用涂膜的方法減少了注水泵運行中的水力損失，提高了注水泵的運行效率。該泵機進行涂膜之后，平均單耗降低0.3 kWh/m3，每年可累計節約電費達71萬元。

影響涂膜增效的因素通常有：涂膜的質量，涂膜要求又薄又均勻；由于油田污水中含有聚合物及各種驅油劑等物質，對涂膜會產生一定腐蝕［2］。在生產實踐中，操作人員應對這兩個因素進行特別處理，針對大慶油田注入水質的結垢和腐蝕的現狀，使用泵前防垢過濾裝置以改善水質；在泵過流零部件方面，應當全部使用防腐材料，提高加工和裝配的質量。

2　強化技術管理

泵機安裝設計人員對注水泵系統進行初步設計時，必須嚴格執行相關的技術標準。管理人員應該建立1套完善的施工制度，以便加強操作現場管理，提高操作人員的素質，依規操作，嚴格控制注水泵出現干吸的問題，預防注水泵出現汽蝕，確保注水泵的工作效率，從而有效提高泵效。

強化注水機組的保養維護的力度。技術人員應及時更換磨損嚴重的葉輪、過流部件和密封，運用具有較好潤滑性能的泵的盤根填料。同時加強監測潤滑油的含水率以及機組的實際震動情況，記錄震動的參數，并控制在合理的范圍內。此外，操作人員應該及時查看注水機組的潤滑油情況，確保其含水量符合相關標準，降低注水泵的各種能量損失，提高注水泵的工作效率。

積極利用變頻調速器調整泵機運轉實時變化。根據多級分段式離心泵的特點，調低泵的轉數后，流量會明顯降低，軸功率和揚程同時也會降低。所以，通過調節泵的轉數，調節注水泵的性能參數，降低泵壓，降低泵管道壓力，從而提高注水泵機的工作效率。

加強技術改造，降低泵管壓差。通過對葉輪進行切削，可以降低注水泵的揚程，從而降低泵的管壓差；同時，由于降低了軸功率，這也降低了泵的用電耗能，提高注水泵的工作效率。

3　加強潤滑和密封

容積損失和機械損失是注水泵能量損失的另外兩種形式。注水泵安裝不嚴，液體滲漏在生產實踐中時有發生，由于大修水平低，大修技術落后，注水泵的容積損失也是影響泵效的一個方面。泵機組裝容易發生拉傷，放大密封環和襯套之間的間隙；軸的水平度不夠，即使經過一定的技術改造，軸瓦的間隙仍然會導致泵機劇烈震動。通過提高維修水平，控制維修精度，降低了軸的彎曲度，從而強化了泵的密封程度，提高了泵的效率［3］。機械損失是指當葉輪旋轉時，軸與軸封、軸與軸承及葉輪圓盤摩擦所損失的功率。泵效即實際功率與軸功率之比。根據這一原理，減少注水泵的機械損失可以提高泵效。改善泵機潤滑，延長潤滑油壽命。針對泄水孔被堵塞的情況，改造盤根泄水系統。改造措施可以歸結為：在泵軸承支架上、距離泵軸下方鉆出一個溢流孔，如果泄水孔出現阻塞，即使水位到達此位置也可流出，使巡檢人員可以及時發現并進行處理，從而避免污水沿著泵軸進入潤滑油室，導致油品乳化及燒瓦事件的發生［4］。

4　結語

隨著大慶油田降本增效工作的深入，油田的基層單位在控制生產成本，提高設備運行效率的工作上提高了力度。注水泵作為油田重要的生產設備，生產任務重，生產應用廣，提高泵機效率不僅是常規生產的需要，更能為油田創造間接效益。通過列舉提高注水泵泵效的幾種常見方法，從減少水力損失，容積損失，機械損失等角度，提高注水泵的實際功率，從而達到提高泵效的目的。通過對泵件進行涂膜應用，改善泵的運行，使其運轉更平滑更高效；通過建立生產操作制度，從人入手，減少和改變不必要的操作行為；通過降低泵管壓差，適當減低軸功率，節約電能；通過改善泵的保養，加強泵的密封，從而提高泵的效率。

這些提高泵效的措施不僅簡單易行，而且經過生產實踐的檢驗，相對更加安全可靠。

［1］王軍和，閆峰.注水泵節能措施及節能效果調查分析［J］.科技資訊，2012（13）：119.

［2］劉維震，廖成銳.勝利油田注水泵的應用現狀及發展［J］.石油機械，1999（2）：41-43.

［3］姚新佳.淺析注水泵節能方式［J］.中國石油和化工質量與標準，2013（6）：175.

［4］劉洪宇.淺析提高注水泵效率降低耗電的有效途徑［J］.內蒙古石油化工，2009（23）：66-67.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.09.016

2016-07-05

（編輯杜麗華）

張津銘，2015年畢業于云南財經大學（工程管理專業），從事泵修技術管理工作，E-mail：zhangjinmingkm@163.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區采油六廠機修大隊，163114。