油田大型离心注水泵的改造

冯胜利，高奎贮

（胜利油田分公司胜利采油厂，山东 东营 257051）

一、影响泵效的因素

一是转子组合的装配精度。影响转子组合的装配精度因素主要有泵轴的直线度和泵轴的圆柱度等、叶轮轴孔与挡套配合端面的垂直度、轴背帽端面与泵轴的垂直度、叶轮及各部件的圆跳动精度。二是多级泵的内部密封配合间隙过大，这部分漏失量是影响泵效的主要原因之一。此外，平衡系统的泄漏及轴套与填料的泄漏也会影响泵效。三是在工况条件不发生变化的情况下，安装了改进的盘根压帽后，其盘根寿命提高了1～3倍，取得了较好的效果。目前采购的油井盘根价格是11.8元/个，按照延长盘根寿命1倍计算，采油厂盘根平均寿命为22.9天，每年可节约8个盘根，节约费用94.4元。加工一个改进盘根压帽的费用是280元，更换一个改进的盘根压帽3年就可以收回投资。注水泵的叶轮及导叶的过流表面粗糙，这是造成水力摩擦损失过大的主要原因。四是转子在高速运转下的动平衡数值过大，引起注水泵整体振动，导致轴瓦下沉损坏。这主要是转子各部件静平衡的积累误差，造成整个转子的动平衡数值超过标准值，同时平衡系统零部件的使用寿命会直接影响注水泵的使用寿命。

二、改进方案

1.提高转子装配精度。将泵轴的圆跳动控制在小于0.02mm，直线度控制在小于0.02mm，各部的位置公差控制在小于0.3mm；将叶轮的内孔配合间隙控制在0.01～0.03mm，叶轮的密封环、挡套外圆以及内孔的同轴度在0.01～0.03mm；将叶轮等配件端面垂直度控制在0.01mm以内。转子组装后，各部的圆跳动控制在0.05mm以内，较改造前的0.10mm减小了一半。

2.将泵的密封配合间隙由原来的0.5mm缩小到0.45mm。对其密封环结构进行改造，采用迷宫密封、双层迷宫密封来阻止液体由高压区向低压区的流动，减少了泄漏。同时采取堆焊钴铬钨金属修补手段，提高口环硬度，减缓了口环磨损速度，达到减缓泵效下降的目的。

3.针对注水泵的叶轮及导叶过流表面粗糙的情况，利用美国贝尔佐纳“1341”超滑金属涂层技术对注水泵叶轮进行喷涂，降低叶轮表面粗糙度，减少水力损失。操作时要求修理厂家将叶轮的流道及前后盖板的表面先用风砂除锈，再用丙酮清洗后进行喷涂，以增强表面的附着力。

4.针对动平衡造成的振动过大等，采取了以下措施：采取静平衡与动平衡相结合的措施，将动平衡的误差控制在5g之内；将动平衡试验机平衡的误差显示更新为数字显示，提高了数据传输的直观性与准确度；为检测动平衡试验的精度，设计制作了标准的动平衡试验转子，每两台泵就对动平衡机进行一次检验，保证了设备的精度。

5.运用先进的工艺提高注水泵配件的性能。将轴瓦的包角由原来的90°改为75°；对轴颈采用轴颈堆焊和刨光技术降低其粗糙度，增强了耐磨性；将轴套进行表面喷焊来提高表面硬度。

三、效益评价

改造后的三台DF400－150×8注水泵与一台DF300－150×9注水泵泵效平均提高1.4%，注水单耗降低0.34kW·h/m3，大修周期平均延长5 000h，单台泵可节约费用60.91万元，按在用的15台泵计算，每年可节约费用约900万元。