在培訓教學中巧解多級離心泵平衡管發熱難題

孫福友

【摘 要】原油在開采過程中，要通過離心泵向油層注水或聚合物來補充油層壓力以驅替油層中的原油到油井井底，再利用機采將原油舉升到地面。離心泵在實際應用過程中經常會出現離心泵平衡管發熱，導致離心泵不能正常工作，影響給油層補充壓力，使原油不能正常開采。大慶油田技術培訓中心作為中石油培訓基地特別建設了高壓注水泵站實訓室，開發了高技能人才注水泵工培訓班，來提高現場工作人員對這一問題的預防、分析、判斷和解決的能力，以提高油田現場操作人員的工作能力。

【關鍵詞】平衡管發熱;預防;處理;培訓

【中圖分類號】G808.14 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）15-0015-01

原油在開采過程中，要通過離心泵向油層注水或聚合物來補充油層壓力以驅替油層中的原油到油井井底，再利用機采將原油舉升到地面。離心泵在實際應用過程中經常會出現離心泵平衡管發熱，導致離心泵不能正常工作，影響給油層補充壓力，使原油不能正常開采。在實際作中由于多級泵離心泵能夠產生很高的出口壓力，來滿足向油層注入的任務，為此，其在油田被廣泛使用。在實際工作中如果多級離心泵平衡管發熱，崗位員工處理的辦法是倒備用泵來滿足生產，然后停止故障離心泵上報等待專業部門處理。專業人士對事故泵相關部位進行保養檢測達標后再重新組裝，繼續運轉。但這一過程耗資多時間長甚至影響生產。為此，如何做到早預防、早處理一直是油田企業關注問題，也是培訓部門急于開發解決的教學問題。大慶技師學院作為中石油培訓基地，2017年成立專門課題組，通過建設高壓注水泵實訓室，開發了各個級別的注水工操作培訓項目，通過員工培訓來提高現場工作人員對這一問題的預防、分析、判斷和解決的能力，以提高油田現場操作人員的工作能力。

一、高壓注水泵站實訓室的建設

為了模擬生產實際，我們在校園建造了高壓注水泵站，形成了專業化實訓工位，工位配置采用油田生產設備和其運行參數，以利于對油田在職員工注水泵工各個級別項目的專業理論和技能培訓。

因為我們建設的注水站不是用于生產而是教學設備，所以我們在教學活動中，學習那部分知識或技能，可以將設備那部分拆解開來，供學員直觀。例如在講解類似離心泵平衡管發熱的原因分析和預防處理這樣難以理解的專業技術理論問題和測量離心泵轉子抬量操作等課題。

實訓室的建成，既可以運轉觀察狀態，分析各個參數的變化及其聯系。也可以停下來在沒有電機運轉，高壓離心泵不帶壓，沒有噪音的條件下，講解注水泵工各個級別的各個操作項目和專業理論知識。為了讓學員能夠聯系的理解掌握平衡管發熱的原因，首先要概述離心泵的輔助系統。如配電和電機的操控系統，電機的冷卻系統，離心泵軸承強制潤滑系統，高塔潤滑壓力補償系統，儀器儀表參數顯示記錄及傳感設備等，讓學員達到了解的程度，然后講解具體課題。

二、平衡管發熱的原因分析

1.平衡管的結構。

油田常用的是11級離心泵。其平衡管直徑約30毫米，兩頭是帶正扣螺紋與泵體絲扣連接，中間是由壬連接。平衡管一頭安裝在多級離心泵的吸入口側面，與吸入口孔眼連通。另一頭安裝在離心泵尾端，其中平衡環安裝在泵尾端平衡室內的殼上，用6條螺釘緊固，6條螺釘可以微調平衡環與平衡盤工作端面的平行度，屬于定子。平衡盤安裝在離心泵的轉子尾部平衡室里，與平衡環配合形成平衡室內室，隨軸旋轉屬于轉子。轉子工作時在電機的帶動下，通過連軸器將電機的旋轉運動傳遞給離心泵，帶動離心泵的轉子做旋轉運動。

2.平衡管的作用。

平衡管的作用是把平衡盤后側即平衡室外室的壓力卸到離心泵的進口，使平衡室外室的壓力降低。使平衡室內室與外室存在足夠的壓差。這個壓差可以平衡由離心泵葉輪產生指向吸入口的軸向力。

3.平衡管發熱的原因。

多級離心泵葉輪兩側面即吸入口面比背面的環形面積小，工作時離心泵背面受到的推力大于吸入口推力，再加上葉輪吸入口均勻的吸入葉片在吸液時產生的指向吸入口軸吸力，兩個力的合力使轉子產生一個指向吸入口的軸向力，因葉輪數量的增多和流體壓力增大，軸向力隨之增大。如果平衡盤不能有效平衡這個軸向力，葉輪會帶動轉子向吸入口串動，平衡盤和平衡環必然摩擦而生熱。造成衡盤摩擦平衡環生熱的原因：一是平衡環與平衡盤平行度不達標。平衡環安裝在泵殼上時如果沒有調整好與平衡盤的平行度，或者平衡盤自身的平行度誤差超標，平衡室內室憋壓不足導致平衡盤和平衡環摩擦生熱。電機軸與離心泵軸安裝時徑向偏差超標，導致平衡盤與平衡環不平行度超標，平衡室內室憋壓不足使平衡盤和平衡環摩擦生熱。理論上在平衡盤和平衡環工作面上任選均勻對稱的4個點，測其對稱2點間隙差0.1毫米之內。理想狀態是平衡盤和平衡環凸起工作面能扣的嚴，即間隙差是0毫米，扣不嚴最大間隙也不能超標，否則平衡盤與平衡環平行度超標，平衡盤不工作。二是平衡管暢通不堵塞。平衡管有堵塞不暢會造成平衡室外室壓力過高，使平衡室內外壓差不足，平衡盤磨平衡環生熱。以上兩個條件必須同時達標，否則多級離心泵平衡盤和平衡環摩擦產生熱，傳導給平衡室的流體，熱流體流經平衡管時傳導給平衡管，使平衡管發熱。

三、平衡管發熱的預防

1.對于新泵組裝安裝質量驗收要專業，確保設備處于良好狀態。

2.加強崗位員工培訓，使員工掌握多級離心泵的結構和工作原理。

在實際生產中能夠通過自身對離心泵進行正確的拆、裝及檢測。從而能夠對離心泵進行正確的日常維護，對于出現的突發事件能夠通過預判形成合理有效的解決方案。大慶油田技術培訓中心建設的注水站為油田進行了多次的崗位員工的培訓，通過培訓員工專業知識和技能得到了顯著提高，在油田的技術大賽中顯現出很多技術高手。在巧解多級離心泵平衡管發熱難題培訓中發揮了不可替代的作用。

3.正常生產時做好多級離心泵維護保養是預防平衡管發熱的有效方法。

其保養方法具體如下：（1）做好每日的例保。一是做好泵機組的清潔衛生工作;二是檢查各部件緊固螺栓，保證無松動滑扣等現象;三是檢查和加注潤滑脂和潤滑油，保證機組不缺油干磨;四是檢查調節填料密封的松緊程度;五是調節泵在規定的技術參數下運行。（2）做好一保（1000±8小時）。一是完成例行保養的各項工作;二是檢查填料函和更換填料。（3）做好二保（3000±8小時）。一是完成一級保養的各項工作;二是檢查泵的前、后軸承;三是檢查電動機的前、后軸承;四是檢測機泵同軸度。

四、平衡管發熱的處理

平衡管發熱處理最有效的方法是做好離心泵的三級保養（10000±24小時）。（1）完成一、二級保養的工作;（2）脫離心泵機泵聯軸器，卸下離心泵;（3）卸下離心泵葉輪、泵殼、軸套、密封、油（水）封、軸承和軸;（4）檢查保養電動機前后軸承;（5）檢查密封填料軸承套，表面無磨損，螺紋配合緊密;（6）檢查清洗葉輪及泵殼，葉輪及泵殼無裂紋和缺損，無嚴重腐蝕現象，出入口平整光滑，螺絲緊固，無松動滑扣;（7）檢查測量葉輪與密封環間隙不超過0.25mm;（8）檢查校正泵軸及聯軸器和泵軸的配合，軸表面無傷痕及明顯磨損，彎曲不超過0.06mm;（9）檢查聯軸器，調整聯軸器的同心度;（10）對葉輪做靜平衡試驗;（11）測量電動機和泵的振動情況;（12）檢查清掃電動機，檢查電動機軸承，定子線圈絕緣良好;（13）檢查調整補償器觸點及線圈絕緣，觸點接合處應平整，無燒壞痕跡，線圈絕緣良好;（14）絕緣漆無脫落，隔板齊全完整，手柄轉動自如。

通過建設教學用高壓注水泵站，并應用在培訓課堂，使多級離心泵平衡管發熱的原因，直觀明了的展現出來。難題變得不難了，學生的關注度和參與度明顯提高。學生的專業操作能力和理論知識有很大進步，學生回到崗位上，平衡管發熱的頻次降低了，操控離心泵得心應手顯得很從容。