油田注水站注水泵單耗的影響因素及對策分析

賈艷華　于娟利　柏麗

摘 要：隨著我國的經濟在快速的發展，社會在不斷地進步，油田開發與利用成為人們廣泛關注的焦點。近年來，注水站注水泵作業運行中出現嚴重單耗情況，嚴重影響到整個油田生產發展的效益。為此，重點分析注水站注水泵單耗的影響因素，并相應性提出應對對策。

關鍵詞：注水站;單耗;影響因素;系統效率

引言

在油田生產過程中，注水泵是其最為重要的單元，通過油田開發注水，對于油田穩定生產和增產具有重要的作用。但就目前而言，注水站注水泵在作業的環節中，還存在嚴重的單耗大的現象，直接影響了油田生產的經濟效益。文章以油田注水站注水泵單耗為研究切入點，對其影響因素進行了詳細的分析，并在此基礎上提供了相應的解決措施。

1 油田注水站注水泵單耗影響因素分析

1.1 注水泵運行效率低

在注水趨勢作業過程中，注水泵運行效率直接影響了其耗能現象。在具體的油田生產中，注水泵運行效率與注水泵單耗之間存在反比例關系，如果運行相同的揚程、產生一定的流量，注水泵效能越低，其單耗就越高;反之，如果注水泵效能越高，其單耗就會越低。

1.2 生產管理牽制而直接影響泵排量

離心泵在一定轉速下有一個工作效率最高點，這一效能最高點即為工況建設中的最優點，日常所見的離心泵牌提示的參數就是工況最優點;而對應到具體指標參數提示的最高點，分別被稱為最優功率、最優揚程及最優流量。為此，注水泵介入離心泵注水時，應最大限度接近銘牌提示的流量參數。然而，在不規范生產管理的限制下，注水量波動較大，人為控制很難找到離心泵的最佳工作點。在實際生產中，尤其是高壓注水時，制約開關管理頻繁，導致注水量出現極大的晝夜差，也就是晝夜注水量波動明顯。實際生產中只用來調整注水站啟泵臺數很難滿足生產需要，而原設備必須以定速操作。針對這一現象，操作人員只能依靠出口閥門調節而人為干預注水情況，借助人為力量調整管網阻力，如此可一定程度上調整注水情況，但極大增加損耗。

1.3 注水泵元件、注水泵管線出現結構腐蝕現象

在油田作業生產中，注水泵長期受到污水腐蝕的影響，以至于機泵的元件、管線等出現了嚴重的腐蝕現象。例如，葉輪腐蝕導致口環間隙增加，甚至出現空洞和砂眼等現象，進而降低了注水泵的工作效率，導致其耗能增加。

2 油田注水站注水泵單耗的解決措施

2.1 安裝高壓防垢機械密封裝置

該注水站的注水泵均為填料密封，因填料密封性能較差，工人維護工作量較大，又可導致泵耗能高。將常用的2臺注水泵安裝高壓防垢機械密封裝置，安裝后的注水泵運行電流得到下降，如2#注水泵，在流量不變的情況下，電流降低了2A，單耗下降了0.13kWh/m3，日節約電量為530kWh。安裝高壓防垢機械密封裝置運行6個月，泵密封狀態運行穩定無泄漏，摩擦功率小，耗電量下降。

2.2 調整同心度

注水站共有5臺注水泵，型號為D300，兩臺泵泵效相差較大。2#泵效低于1#泵效2%，經調查最終把原因落在機泵不同心上。經測量注水站1#、2#注水泵同心度，常期運行的2#注水泵電機與泵發生偏離，聯軸器端面間隙為6mm，兩聯軸器軸向位移為2.22mm，分別超出規定值（2mm）0.22mm，l#注水泵基本在規定值內。為此停運2#注水泵，重新對2#注水泵調整同心度，解決了機泵不同心的問題。

2.3 提高設備維護保養質量

在規定的保養時間內，嚴格按照操作規范進行設備保養（包括注水泵、冷卻水泵、潤滑油泵），發現設備運轉存在問題，例如震動幅度變大，溫度升高和聲音異常等情況及時上報，及時解決。

2.4 加裝集散控制系統

為了最大限度降低注水泵的耗能現象，可建立健全的集散控制體系，并在油田生產過程中，切實結合實際狀況，對注水排量進行科學的調整。在具體加裝集散控制系統的時候，可參照注水工藝技術、注水工藝流程，并合理設置液位、壓力、溫度、流量等對象測空點。同時，結合不同測控點的作業原理，科學、合理地安裝所對應的性能感應器，并將感應器十多感應的物理變量進行整合，使其成為電信號，并集中傳輸到集散控制系統的控制中心，進而對注水泵系統的全部作業過程進行全面的監控。另一方面，通過加裝集散控制系統，還可以進一步提升閥門控制的精準度，使其泵壓差控制在0.05MPa以下，最大限度降低不合理的閥門開度，進而降低損耗，并提升注水泵的工作效率，進而實現節能的目的。

2.5 加強技術管理

加強注水、污水、清水三水崗位人員的技能培訓，強化三水崗位之間的緊密配合。進行理論與現場實際操作培訓考核，嚴格執行各項技術標準，嚴格控制閘門的穩定，實行平穩注水，加強注水泵機組的保養維護力度，降低注水泵的各種能量損失，保證泵運行在最佳工況區。

2.6 連接并變頻調節前置泵

2004年5月份，相關研究人員改造了5#泵注水。將一級拆掉，在其前端連接前置泵，實際運行時可實現變頻調節。做出這一改造后，不僅可減少電機更換的麻煩，還可降低管壓差，實現節能降耗、平穩安全運行雙重目標。變頻調節則可時刻保持系統回壓、泵出口壓接近，縮小兩者壓差，以節能降耗。另外，實際運行中應堅持以變頻調節為主、閥門調控為輔原則，保證主泵可在高效流量段運行工作。

3 新技術展望

通過前置泵變頻技術實現節能降耗。前置泵低壓變頻調速技術是基于雙泵的串聯原理，通過對前置泵的變頻控制使注水泵的工作點始終在最高泵效區，從而提升系統效率，降低整體單耗。原理為注水泵與前置泵（增壓泵）串接，通過小變頻調速系統調節小功率增壓泵，實現對大功率注水泵的調節和控制。該系統由一臺注水泵和一臺增壓泵、配套電機、潤滑系統、冷卻水系統、供電系統、儀表測控系統、低壓變頻調速系統、計算機控制系統等組成。小功率增壓泵為注水泵提供吸入壓力，使兩泵恰當匹配，并通過計算機，儀表系統，變頻調速系統調節使高效區范圍很窄的注水泵工作在高效區，從而提高注水效率。由于高壓泵（注水泵）和一個中低壓泵（增壓泵）在同一流量下，中低壓泵的功耗要小很多，特別是主泵拆級后，節能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節約下來的能量用于小泵還有富余，實現節能降耗。目前杏十八聯合站已經安裝了一臺前置泵，但由于管線設計的原因未能投運，計劃對管線進行改造，借力前置泵變頻技術實現高效注水。

結語

綜上所述，在油田生產作業中，注水作業保證了油田生產穩定生產和增產。但是注水泵在進行注水作業過程中，受到多種因素的影響，常出現高能耗現象，不僅影響了油田生產，也降低了油田的經濟效益。基于此，必須要針對影響能耗的因素，采取有針對性的解決措施，以提升注水泵工作效率，降低能耗。

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