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，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水位陡漲陡消落差較大，同時受季節的影響水位變化較大。每年冬季水位基本處于斷流狀態，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?？偢叨?.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

山區河流水位陡漲陡消落差較大，同時受季節影響變化較為明顯，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電站，枯水期上游發電站蓄水發電，導致下游河段基本處于斷流狀態，為確?？菟诒谜景踩煽咳∷粩嗟慕M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、穩定運行，保障了凈化廠生產用水的可靠性。

2.5 優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、凝結水系統出現故障、天然氣中S含量波動、啟動消防系統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，每年至少可節省電費6萬元。

（3）每年可節約集水池清淤費用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。