高酸氣田取水泵站可靠性研究及應用

巫林（中原油田普光分公司，四川 達州 635000）

高酸氣田取水泵站可靠性研究及應用

巫林（中原油田普光分公司，四川 達州 635000）

針對大巴山深處河流水位陡漲陡消落差較大、水質濁度大、泥沙含量高的特點采用的取水方式進行分析，結合酸性氣田生產用水的高可靠性要求等問題，在優(yōu)化設備運行方式、泥沙治理、洪枯水期不間斷供水方面開展了取水系統(tǒng)可靠性研究，為高酸氣田凈化廠的安全、可靠生產提供了重要的水源保障。

地面工程；取水方式分析；技術研究及應用

取水泵站是高酸氣田凈化廠配套工程，擔負著氣田生產、生活用水重任，屬于Ⅰ等大（一）型工程，位于嘉陵江的重要支流－渠江的上游，取水口所在的河段屬于七級航道。于2007年12月份開始建設，2008年9月份竣工，2009年2月份正式運行。泵站主要設備設施有取水頭、兩條?820引水管線、一座500m3集水池、一座30米高沉井提升泵房、兩條?630輸水管線全長1.1km組成。提升泵房內有四套泵機組（離心泵型號：KQSN350-N6-530，配套電機型號：YKS3556-4），采用三用一備，設計最大供水能力為Q=2200m3∕h、揚程H=79m、單臺泵流量Q=865m3∕h。揚程H=79m。

1 取水泵站曾經面臨的問題

1.1 取水頭及集水池淤堵問題

由于泵站取水源自后河，地處大巴山地區(qū)近些年來山體水土流失較為嚴重，河水濁度較大，每次洪水過后集水池內將進入大量泥沙，造成集水池容量減小，水流難以均勻擴散，易形成回流、旋渦等不良水流流態(tài)，從而影響水泵效率，造成能源浪費，嚴重時還會引起噪聲、振動、汽蝕等現(xiàn)象，影響水泵正常運行。

1.2 水位變化無常

取水口地處大巴山地區(qū)水位陡漲陡消落差較大，同時受季節(jié)的影響水位變化較大。每年冬季水位基本處于斷流狀態(tài)，嚴重影響凈化廠的正常生產用水，每年夏季洪水期水位漲勢較大，水流較急同時水流中夾雜著大量泥沙、樹枝等雜物，容易堵塞取水頭、集水池等對泵站的可靠運行帶來重大安全隱患。

1.3 集水池內泥沙外排問題

洪水期間集水池內將進入大量泥沙，為確保泵組正常取水，必須對集水池內的泥沙進行清理，由于洪水期水位較大，集水池完全被淹沒，無法實現(xiàn)人工清淤，可集水池內無泥沙自動外排的設備，嚴重影響泵組安全可靠取水。

2 取水泵站可靠性主要研究及應用內容

為確保氣田安全可靠用水，組織開展了取水泵站可靠性研究。重點在集水池泥沙治理、泵組及管線運行方式、洪枯水期可靠供水方面進行研究。

2.1 取水頭可靠性研究

為確保取水可靠性，在該河段最枯流量和最高洪水期時能夠取上水，且能保障凈化廠的需求。設計取水頭采用雙引水管，每根引水管均可滿足泵房最大取水規(guī)模，引水管采用螺旋縫焊接鋼管，管徑通過流量、流速、坡度綜合分析，優(yōu)選管徑φ 820×10mm的鋼管，設計引水管長度100m，取水頭部尺寸，DN800鋼制90°彎頭高度1.15m，DN1200×800 mm開孔喇叭口高度0.8m，延長部分直徑1.26m，高度0.5m。總高度2.4m。

2.2 洪水期取水工藝可靠性取水保障措施

洪水期間河道內大量的碎石夾雜著樹木、雜草、塑料袋等雜物匍匐式前進，在取水頭及其鎮(zhèn)墩的阻擋下將會在周邊形成漩渦，在引水管線吸附力的作用下將碎石、塑料袋等雜物吸附在取水頭喇叭口底格攔柵上，直接應引水管線的進水量，嚴重時將不能滿足正常的生產用水需求量。經過反復的論證選擇在取水頭部加裝反沖洗管線，來實現(xiàn)洪水期間自動清理取水頭喇叭口堵塞的雜物的功能，在保障氣田正常生產用水的情況下，經過艱辛的努力取得了良好的效果。

2.3 枯水期取水工藝可靠性取水保障措施

山區(qū)河流水位陡漲陡消落差較大，同時受季節(jié)影響變化較為明顯，取水泵站所處河流段冬季處于枯水期，取水泵站河流上游修建多座發(fā)電站，枯水期上游發(fā)電站蓄水發(fā)電，導致下游河段基本處于斷流狀態(tài)，為確保枯水期泵站安全可靠取水，不斷的組織召開專題討論會，選擇自取水頭喇叭口處開挖一條寬1米，深3.85米，長15米的水渠至河道中央引水，順利完成了2010年、2011年枯水期的保水工作任務，為泵站枯水期正常取水保駕護航。

2.4 集水池泥沙治理

通過加高集水池內的擋沙墻、增設攪拌裝置等技術改造實現(xiàn)了自動清理淤泥的功能，消除了安全隱患，工程改造結束后，經過2011年洪水期的檢驗取得了良好的效果，從根本上解決了集水池泥沙沉積問題實現(xiàn)了集水池內泥沙自動外排的功能，確保了普光氣田后河取水泵站安全、穩(wěn)定運行，保障了凈化廠生產用水的可靠性。

2.5 優(yōu)化設備運行方式保障取水設備不間斷運行

氣田正常工況下日平均用水量1447m3∕h，當凈化廠開車期間、凝結水系統(tǒng)出現(xiàn)故障、天然氣中S含量波動、啟動消防系統(tǒng)時等異常狀況時最高日最高時供水量為2000m3∕h，設計取水能力2200 m3∕h折合0.62m3∕s，經兩條Φ630×10mm的螺旋縫鋼管輸送至普光氣田凈化廠內，輸水管線不同溝敷設，單線設計輸水能力為取水量的70%，采用一用一備的運行方式。提升泵房內有四套泵機組單臺泵流量Q=865m3∕h。采用三用一備，保證了供水設備的高可靠性。

3 社會經濟效益分析

（1）延長后河取水泵站泵組使用壽命，至少節(jié)省設備費及維修費用用50萬元以上。

（2）提高泵效率減少電能量的損耗四臺315kw電機可減少電能損耗10萬kwh，按0.6元∕kwh計算，每年至少可節(jié)省電費6萬元。

（3）每年可節(jié)約集水池清淤費用60萬元

4 結語

降低了洪水期取水頭、集水池淤堵；枯水期河道水量減少無法滿足泵站正常取水造成氣田停水故障概率，同時也提高了凈化廠運行的供水保障，進而確保了普光氣田運行的可靠性及長期運行的經濟性，對保證川氣東送下游生產、生活都具有重要的社會意義。