油田注水站注水泵单耗的影响因素及对策分析

贾艳华　于娟利　柏丽

摘 要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断地进步，油田开发与利用成为人们广泛关注的焦点。近年来，注水站注水泵作业运行中出现严重单耗情况，严重影响到整个油田生产发展的效益。为此，重点分析注水站注水泵单耗的影响因素，并相应性提出应对对策。

关键词：注水站;单耗;影响因素;系统效率

引言

在油田生产过程中，注水泵是其最为重要的单元，通过油田开发注水，对于油田稳定生产和增产具有重要的作用。但就目前而言，注水站注水泵在作业的环节中，还存在严重的单耗大的现象，直接影响了油田生产的经济效益。文章以油田注水站注水泵单耗为研究切入点，对其影响因素进行了详细的分析，并在此基础上提供了相应的解决措施。

1 油田注水站注水泵单耗影响因素分析

1.1 注水泵运行效率低

在注水趋势作业过程中，注水泵运行效率直接影响了其耗能现象。在具体的油田生产中，注水泵运行效率与注水泵单耗之间存在反比例关系，如果运行相同的扬程、产生一定的流量，注水泵效能越低，其单耗就越高;反之，如果注水泵效能越高，其单耗就会越低。

1.2 生产管理牵制而直接影响泵排量

离心泵在一定转速下有一个工作效率最高点，这一效能最高点即为工况建设中的最优点，日常所见的离心泵牌提示的参数就是工况最优点;而对应到具体指标参数提示的最高点，分别被称为最优功率、最优扬程及最优流量。为此，注水泵介入离心泵注水时，应最大限度接近铭牌提示的流量参数。然而，在不规范生产管理的限制下，注水量波动较大，人为控制很难找到离心泵的最佳工作点。在实际生产中，尤其是高压注水时，制约开关管理频繁，导致注水量出现极大的昼夜差，也就是昼夜注水量波动明显。实际生产中只用来调整注水站启泵台数很难满足生产需要，而原设备必须以定速操作。针对这一现象，操作人员只能依靠出口阀门调节而人为干预注水情况，借助人为力量调整管网阻力，如此可一定程度上调整注水情况，但极大增加损耗。

1.3 注水泵元件、注水泵管線出现结构腐蚀现象

在油田作业生产中，注水泵长期受到污水腐蚀的影响，以至于机泵的元件、管线等出现了严重的腐蚀现象。例如，叶轮腐蚀导致口环间隙增加，甚至出现空洞和砂眼等现象，进而降低了注水泵的工作效率，导致其耗能增加。

2 油田注水站注水泵单耗的解决措施

2.1 安装高压防垢机械密封装置

该注水站的注水泵均为填料密封，因填料密封性能较差，工人维护工作量较大，又可导致泵耗能高。将常用的2台注水泵安装高压防垢机械密封装置，安装后的注水泵运行电流得到下降，如2#注水泵，在流量不变的情况下，电流降低了2A，单耗下降了0.13kWh/m3，日节约电量为530kWh。安装高压防垢机械密封装置运行6个月，泵密封状态运行稳定无泄漏，摩擦功率小，耗电量下降。

2.2 调整同心度

注水站共有5台注水泵，型号为D300，两台泵泵效相差较大。2#泵效低于1#泵效2%，经调查最终把原因落在机泵不同心上。经测量注水站1#、2#注水泵同心度，常期运行的2#注水泵电机与泵发生偏离，联轴器端面间隙为6mm，两联轴器轴向位移为2.22mm，分别超出规定值（2mm）0.22mm，l#注水泵基本在规定值内。为此停运2#注水泵，重新对2#注水泵调整同心度，解决了机泵不同心的问题。

2.3 提高设备维护保养质量

在规定的保养时间内，严格按照操作规范进行设备保养（包括注水泵、冷却水泵、润滑油泵），发现设备运转存在问题，例如震动幅度变大，温度升高和声音异常等情况及时上报，及时解决。

2.4 加装集散控制系统

为了最大限度降低注水泵的耗能现象，可建立健全的集散控制体系，并在油田生产过程中，切实结合实际状况，对注水排量进行科学的调整。在具体加装集散控制系统的时候，可参照注水工艺技术、注水工艺流程，并合理设置液位、压力、温度、流量等对象测空点。同时，结合不同测控点的作业原理，科学、合理地安装所对应的性能感应器，并将感应器十多感应的物理变量进行整合，使其成为电信号，并集中传输到集散控制系统的控制中心，进而对注水泵系统的全部作业过程进行全面的监控。另一方面，通过加装集散控制系统，还可以进一步提升阀门控制的精准度，使其泵压差控制在0.05MPa以下，最大限度降低不合理的阀门开度，进而降低损耗，并提升注水泵的工作效率，进而实现节能的目的。

2.5 加强技术管理

加强注水、污水、清水三水岗位人员的技能培训，强化三水岗位之间的紧密配合。进行理论与现场实际操作培训考核，严格执行各项技术标准，严格控制闸门的稳定，实行平稳注水，加强注水泵机组的保养维护力度，降低注水泵的各种能量损失，保证泵运行在最佳工况区。

2.6 连接并变频调节前置泵

2004年5月份，相关研究人员改造了5#泵注水。将一级拆掉，在其前端连接前置泵，实际运行时可实现变频调节。做出这一改造后，不仅可减少电机更换的麻烦，还可降低管压差，实现节能降耗、平稳安全运行双重目标。变频调节则可时刻保持系统回压、泵出口压接近，缩小两者压差，以节能降耗。另外，实际运行中应坚持以变频调节为主、阀门调控为辅原则，保证主泵可在高效流量段运行工作。

3 新技术展望

通过前置泵变频技术实现节能降耗。前置泵低压变频调速技术是基于双泵的串联原理，通过对前置泵的变频控制使注水泵的工作点始终在最高泵效区，从而提升系统效率，降低整体单耗。原理为注水泵与前置泵（增压泵）串接，通过小变频调速系统调节小功率增压泵，实现对大功率注水泵的调节和控制。该系统由一台注水泵和一台增压泵、配套电机、润滑系统、冷却水系统、供电系统、仪表测控系统、低压变频调速系统、计算机控制系统等组成。小功率增压泵为注水泵提供吸入压力，使两泵恰当匹配，并通过计算机，仪表系统，变频调速系统调节使高效区范围很窄的注水泵工作在高效区，从而提高注水效率。由于高压泵（注水泵）和一个中低压泵（增压泵）在同一流量下，中低压泵的功耗要小很多，特别是主泵拆级后，节能更为显著。也就是说大泵（注水泵）节约下来的能量用于小泵还有富余，实现节能降耗。目前杏十八联合站已经安装了一台前置泵，但由于管线设计的原因未能投运，计划对管线进行改造，借力前置泵变频技术实现高效注水。

结语

综上所述，在油田生产作业中，注水作业保证了油田生产稳定生产和增产。但是注水泵在进行注水作业过程中，受到多种因素的影响，常出现高能耗现象，不仅影响了油田生产，也降低了油田的经济效益。基于此，必须要针对影响能耗的因素，采取有针对性的解决措施，以提升注水泵工作效率，降低能耗。

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