試論柱塞式注水泵技術改進與應用

黎軍容

摘 要：伴隨社會各行業的不斷發展，社會整體對石油的需求量越來越高，在這種背景下，對石油開采工作就提出了更高的要求。在石油開采過程中，注水泵在其中非常重要的組成部分，其性能對采油效率和采油量都會產生非常大的影響。因此，本文針對柱塞式注水泵技術改進以及具體應用進行詳細分析和研究。

關鍵詞：柱塞式；注水泵；技術；改進；應用

柱塞式注水泵是石油開采中非常重要的機械設備之一，在注水開采工藝中該技術在其中占據非常重要的地位，無論是對石油開采效率或者是開采量的提升，都能產生巨大影響和作用。以前在對油田進行開采時，大多數情況下，都會利用柱塞式注水泵，中高壓、排量小。但是在現如今，社會經濟不斷快速發展的背景下，對石油整體需求量不斷增加，對注水泵的技術參數的要求也要能夠達到高壓標準。在這種背景下，要想滿足工藝開采的整體要求，就需要采取有針對性措施，結合實際情況，對柱塞式注水泵技術進行有效改造。在保證其綜合性能有效提升的基礎上，保證石油開采效率和質量的提升。

1.柱塞填料密封結構及材料的改進分析

1.1柱塞填料密封同步隔離技術

柱塞式注水泵內部零件一般都會由于長時間不同程度的摩擦而受到損傷，造成該問題的主要原因之一就是由于在日常工作時，沒有提高潤滑工作的重視度。特別是對于一些隱蔽零件，只是單純的通過外部潤滑，很難起到潤滑效果，這樣就會導致注水泵自身發生故障的幾率大大提升。針對這種情況，在實施過程中，可以采取柱塞填料密封函體結構中增設介質腔的方法對其進行操作，如圖1所示。密封介質腔體上部與潤滑油罐之間能夠形成良好的連接，同時，在實際操作過程中，為了保證避免壓力失去平衡，可以對取壓通道進行有效利用[1]。這樣不僅能夠從根本上促使輸送介質在介質腔中能夠保持平衡狀態，而且還能夠促使兩者之間的連接起到良好的潤滑作用。在保證能夠有效降低柱塞和填料之間磨損的基礎上，對注水泵發生故障的幾率進行有效控制。與此同時，還能夠實現其自身使用壽命的延長目的，提高注水泵自身在使用過程中的效率和質量[2]。

1.2填充材料改進技術

之前，在對注水泵進行利用的過程中，填充材料大多是碳纖24錠編織材料，雖然其強度比較高，但是在過高的工作壓力下仍然容易出現問題，比如斷裂或者是損壞等，這些都會對設備的正常運行造成影響。因此，針對這一現狀，在實際操作過程中，需要對注水泵填充材料進行相對應的改進，由新型的U形改性材料SD5和芳綸纖維矩形盤根對其進行代替。與此同時，其中的U形改性材料SD5的耐壓力能夠達到120Mpa，所以可以承受更高的工作壓力，并且不會輕易出現損壞現象。除了對注水泵填料的改造之外，對于裝配結構也需要采取一定措施進行改進，可以每間隔兩道填料都安裝一個相對應的阻流環[3]。組流環當中所含有的成本需要包括石墨、聚四氟乙烯等，可以增強補償彈簧。這樣柱塞填料能夠為注水泵起到良好的軟化作用，同時還能夠針對阻流環起到良好的自動調整作用。

2.柱塞噴涂材料及連接方式改進分析

2.1柱塞噴涂材料改進

在含有墾顆粒腐蝕性污水介質中，利用45#鋼基材進行操作，在該材料的表面上可以超音速噴涂Ni60/WC復合金屬涂層柱塞。在這種狀態下，材料硬度以及韌性之間需要在實踐中不斷尋求一種平衡狀態，這樣能夠從根本上避免土層出現開裂或者是剝落現象。涂層允許變形量超過8%，與此同時，涂層硬度能夠達到1000HV，結合強度能夠大于30Mpa，無論是其自身的耐腐蝕性或者是抗磨粒磨損性能都能夠在實踐中有所提升。除此之外，在這種狀態下，對密封填料自身的要求也會有所降低，并且能夠有效控制填料自身的消耗。

2.2柱塞自動調心技術

過去注水泵中的柱塞與連夜桿之間的連接結構大多都會利用螺紋硬進行連接，在改進之后，可以直接利用復式卡環進行有效連接。在連接過程中，連接桿與柱塞之間如果存在一點偏心狀態，是可以接受的。但是值得注意的是，在密封函體導向套內的柱塞要一直保持直接運動狀態，這樣做的根本目的之一就是為了從根本上避免柱塞與密封件之間出現磨損，從而對柱塞和密封件造成損傷現象[4]。這樣不僅從根本上促使柱塞、導向套以及填料自身的使用壽命能夠有所延長，而且還能夠為柱塞式注水泵技術的改進大小良好基礎。

3.柱塞式注水泵改進之后的具體應用分析

在實際操作過程中，通過對柱塞式注水泵柱塞填料密封結構意義相對應材料、柱塞噴涂材料、連接方式進行有效改進之后，通過實踐可以看出，無論是哪一個環節的改進都能夠取得良好的效果。從根本上有利于柱塞式注水泵自身的整體性能有所提升，過去的注水泵內部比較容易出現損傷的零件，在經過改進之后，其自身的使用壽命能夠被有效延長。另外，注水泵機組的工作效率在經過改進之后，有明顯提升，根據相關數據統計分析可以出，在改進之后的注水泵效率要比改進之前提高至少10%，耗量與過去相比，也降低了不少。最后在改進之后，能夠從根本上降低生產工藝的運行成本，注水泵本身的效率提升能夠有利于運行耗電量的降低。這樣不僅能夠從根本上促使電費開支有效節約，而且還能夠提高注水泵整體性能，成本的降低，就有利于油田開發企業自身經濟效益的提升。

4.結束語

綜上所述，為了能夠適應現代社會市場需求的變化，油田企業需要根據實際情況，采取有針對性措施對采油效率和采油量進行有效提升。在利用注水采油工藝的時候，可以對柱塞式注水泵進行改進和優化措施，在保證運行效率和質量有所提升的基礎上，能夠促使柱塞式注水泵運行過程中的各個零部件使用壽命能夠被有效延長。不僅能夠對成本進行有效控制，而且還能夠實現石油企業經濟效益最大化。

參考文獻：

[1]田新民，李穎.油田高壓柱塞泵排液閥密封失效原因分析及改進[J].中國設備工程.2010.11

[2]葉曉琰，丁亞娜，許建強等.提高特殊柱塞泵往復密封壽命的優化設計[J].排灌機械.2010.06

[3]楊繼隆，俞浙青，裴翔等.液壓往復密封的技術進展[J].中國機械工程.2010.07

[4]賈品元.提高柱塞式注水泵易損件壽命的研究與應用[J].西南石油大學.2016.12