提高注水泵效率的措施

张津铭　（大庆油田有限责任公司第六采油厂）



提高注水泵效率的措施

张津铭（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

注水泵是油田生产应用最广泛的机械设备之一，其运转过程涉及人员操作、管网维护、定期大修等多个流程。注水泵及其配套电动机，是油田最典型的高耗能机械。然而长期的高速运转会导致泵效的降低，无形中增加了运营成本。结合生产实例，从改善技术管理、涂膜应用、改善密封程度，提高了大修水平，减少了注水泵运转的能量损失，提高了注水泵的效率。

泵效；涂膜；密封；注水泵；提效

油田生产系统中，注水泵是最常见的机械设备，更是油田企业中的耗能大户。注水泵运行过程中，由于零件磨损，管耗增高，人员操作不当等原因，导致注水泵发生容积损失，机械损失，水力损失，这些能量的损失降低了注水泵的效率。而提高注水泵的效率一直是泵修工作的一个难题。针对这一问题，采取提高密封程度，改善润滑，涂膜应用，强化技术管理等措施，能够进一步提高注水泵效率。

1　涂膜应用

大庆油田地下水含碱性高，这样的特殊水质使注水泵泵壳内部出现大量水垢（2～3 mm），这些积垢遍布注水泵的进出口管线、叶轮、泵壳、导叶，减少了水泵的内部容积，增加了水泵叶轮的配重，影响水泵的运载平衡。同时，水力的高速冲刷导致叶轮过水面和流道的粗糙不堪，流阻的摩擦系数增大，增加了水力损失。以上因素导致注水泵的效率降低3%～8%，甚至超过10%［1］。

根据流体力学的原理，水分子在运转的过程中产生漩涡和急流，而相对平滑的表面可以减少液体分界层和液体内部的涡流，增加液体流速。而注水泵的流量受到叶轮、涡轮摩擦和黏性产生的阻力影响。

结合这一原理，针对大庆油田注水泵积垢的现象，建议采取涂膜的方式来提升泵效。所选用的涂膜，是以氟树脂为原料的增效涂层，具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、摩擦系数小等优点，有较强的喷涂黏结力和附着力，光洁泵件表面的机能较为显著，能够保证注水泵高速运转的过程中，涂层能够稳定的附着在泵件上。进行涂膜前，首先要对泵件进行除锈和清洁，然后喷涂底漆、干燥、烧结，等待底漆冷却后，对泵件进行抛光处理。然后将涂层光滑的添加的泵件上，保证均匀涂抹。这一措施，既可以改善积垢的问题，也可以提高液体的流动速度，从源头上解决了问题。

以采油六厂喇十一注水站2#机为例，该注水泵系统投产以来，设计功率2050 kW，注水单耗5.55 kWh/m3，排量 310 m3。近年来泵效不断降低，2009—2011年平均泵效76%，2012—2013年平均泵效74%。以2012年为节点，注水泵的效率降低了近2%，检查时发现，进口前段的过滤装置发生问题，过滤网锈蚀严重，进口一端水质下降。2013年12月和2015年1月，分别对该注水泵进行了2次分解大修。2013年12月的大修，清理了泵体内的积垢陈垢；2015年1月的大修，分别对注水泵的全部叶轮进行了涂膜处理。

应用涂膜的方法减少了注水泵运行中的水力损失，提高了注水泵的运行效率。该泵机进行涂膜之后，平均单耗降低0.3 kWh/m3，每年可累计节约电费达71万元。

影响涂膜增效的因素通常有：涂膜的质量，涂膜要求又薄又均匀；由于油田污水中含有聚合物及各种驱油剂等物质，对涂膜会产生一定腐蚀［2］。在生产实践中，操作人员应对这两个因素进行特别处理，针对大庆油田注入水质的结垢和腐蚀的现状，使用泵前防垢过滤装置以改善水质；在泵过流零部件方面，应当全部使用防腐材料，提高加工和装配的质量。

2　强化技术管理

泵机安装设计人员对注水泵系统进行初步设计时，必须严格执行相关的技术标准。管理人员应该建立1套完善的施工制度，以便加强操作现场管理，提高操作人员的素质，依规操作，严格控制注水泵出现干吸的问题，预防注水泵出现汽蚀，确保注水泵的工作效率，从而有效提高泵效。

强化注水机组的保养维护的力度。技术人员应及时更换磨损严重的叶轮、过流部件和密封，运用具有较好润滑性能的泵的盘根填料。同时加强监测润滑油的含水率以及机组的实际震动情况，记录震动的参数，并控制在合理的范围内。此外，操作人员应该及时查看注水机组的润滑油情况，确保其含水量符合相关标准，降低注水泵的各种能量损失，提高注水泵的工作效率。

积极利用变频调速器调整泵机运转实时变化。根据多级分段式离心泵的特点，调低泵的转数后，流量会明显降低，轴功率和扬程同时也会降低。所以，通过调节泵的转数，调节注水泵的性能参数，降低泵压，降低泵管道压力，从而提高注水泵机的工作效率。

加强技术改造，降低泵管压差。通过对叶轮进行切削，可以降低注水泵的扬程，从而降低泵的管压差；同时，由于降低了轴功率，这也降低了泵的用电耗能，提高注水泵的工作效率。

3　加强润滑和密封

容积损失和机械损失是注水泵能量损失的另外两种形式。注水泵安装不严，液体渗漏在生产实践中时有发生，由于大修水平低，大修技术落后，注水泵的容积损失也是影响泵效的一个方面。泵机组装容易发生拉伤，放大密封环和衬套之间的间隙；轴的水平度不够，即使经过一定的技术改造，轴瓦的间隙仍然会导致泵机剧烈震动。通过提高维修水平，控制维修精度，降低了轴的弯曲度，从而强化了泵的密封程度，提高了泵的效率［3］。机械损失是指当叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。泵效即实际功率与轴功率之比。根据这一原理，减少注水泵的机械损失可以提高泵效。改善泵机润滑，延长润滑油寿命。针对泄水孔被堵塞的情况，改造盘根泄水系统。改造措施可以归结为：在泵轴承支架上、距离泵轴下方钻出一个溢流孔，如果泄水孔出现阻塞，即使水位到达此位置也可流出，使巡检人员可以及时发现并进行处理，从而避免污水沿着泵轴进入润滑油室，导致油品乳化及烧瓦事件的发生［4］。

4　结语

随着大庆油田降本增效工作的深入，油田的基层单位在控制生产成本，提高设备运行效率的工作上提高了力度。注水泵作为油田重要的生产设备，生产任务重，生产应用广，提高泵机效率不仅是常规生产的需要，更能为油田创造间接效益。通过列举提高注水泵泵效的几种常见方法，从减少水力损失，容积损失，机械损失等角度，提高注水泵的实际功率，从而达到提高泵效的目的。通过对泵件进行涂膜应用，改善泵的运行，使其运转更平滑更高效；通过建立生产操作制度，从人入手，减少和改变不必要的操作行为；通过降低泵管压差，适当减低轴功率，节约电能；通过改善泵的保养，加强泵的密封，从而提高泵的效率。

这些提高泵效的措施不仅简单易行，而且经过生产实践的检验，相对更加安全可靠。

［1］王军和，闫峰.注水泵节能措施及节能效果调查分析［J］.科技资讯，2012（13）：119.

［2］刘维震，廖成锐.胜利油田注水泵的应用现状及发展［J］.石油机械，1999（2）：41-43.

［3］姚新佳.浅析注水泵节能方式［J］.中国石油和化工质量与标准，2013（6）：175.

［4］刘洪宇.浅析提高注水泵效率降低耗电的有效途径［J］.内蒙古石油化工，2009（23）：66-67.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.09.016

2016-07-05

（编辑杜丽华）

张津铭，2015年毕业于云南财经大学（工程管理专业），从事泵修技术管理工作，E-mail：zhangjinmingkm@163.com，地址：黑龙江省大庆市让胡路区采油六厂机修大队，163114。