探析油田注水泵节能降耗技术

2021-04-03刘岩松

中国设备工程 2021年18期

刘岩松

（大庆油田有限责任公司第六采油厂机修大队，黑龙江大庆 163000）

注水泵作为油田注水的主要设备，其主要的作用是输送油田污水，在使用的时候，不同的型号，具有不同的污水排量与进口压力。目前在使用中，使用比较多的注水泵是离心泵，且工作原理是通过叶轮旋转使水产生离心力进行工作的。在启动离心泵之前，务必要把泵壳与吸水管内部全部注满水，接着开启电机，进而让泵轴带动叶轮与水开展高速的旋转运动。在离心力的作用下，水会甩在叶轮的外缘，再经过蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路中。在水泵叶轮的中心位置，水甩出后形成真空，最后吸水池内的水被压进泵壳内，最后通过叶轮的转动使水流入与流出。

1 油田注水泵节能降耗技术中存在的问题

1.1 注水泵效率不高

目前，我国已有的注水泵其使用效率不高，这就使注水泵的节能降耗技术没有办法发挥作用，形成这种现象的主要原因是：第一，注水管已经老化。老化的注水设备在使用的时候磨损很严重，在其运行时效率过低。尤其是注水管网老化最严重的，降低介质的运输效率。第二，流量损失严重，

在使用的时候，在设计上，除了油田注水系统基本很少使用回流调节，注水泵上的接口处会损失一部分流量。第三，注水泵运行时候的参数不够精准，有一部分注水站的官网有时候会出现压力不稳定的情况，导致泵管压差有较大的变化，最终使注水泵负荷加大，增加耗电量。

1.2 对注水泵设备缺乏维修和保养

在影响注水系统效率的众多因素中注水泵效率是影响的主要因素，因此，确保注水泵设备的维修与保养是维持注水泵效率的有效措施。但是，在实际使用中，大量的注水站对注水泵设备的维修与保护措施，导致注水泵设备长时间没有维护变得老化、损失或者是堆积污垢，使注水泵的泄漏量降低，影响其工作效率，这样的情况不仅不会起到节能降耗的作用，反而会使油田能源损耗加大，油田水质被污染。

1.3 注水泵电机匹配问题影响机泵单耗

在注水站初期日常生产的时候，一般会设计比较大的参数，这就导致机泵的额定功率偏大。后期随着油田的不断开发，注水方案逐步下调，导致机泵实际使用的功率将会远低于设计的参数。但是，使用的这些设备成本比较高，更换是不现实的，出现的这些问题就在一定程度上阻止了节能降耗的程度。

2 油田注水泵节能降耗技术应用措施

2.1 调节注水泵运行参数

在使用注水泵的时候，主要的作用是把介质输送到油层，进而使油层的压力大幅度升高，这样就可以实现去油的目的，这样就可以确保顺利地开采石油。因而，为了使比较长的时间段内依然满足油田注水的要求，同时减少或者是节约电能的损耗，首先就需要将注水泵使用过程的使用方式与参数进行调整，这样就可以是注水泵安全且经济的工作。因此，对于操作人员。在日常工作中，要详细了解注水泵的性能与各项参数，了解其工作模式。进而通过对其各方面的调整，使注水泵的使用参数调控在较高效的工作范围内，这样就可以使注水泵节能降耗地开展工作。

2.2 加强对注水泵设备的维护保养

加强注水泵设备的维护工作是保证注水泵使用寿命延长的有效措施，因此，要重视这一工作。对注水泵进行维护的时候，需要具备较高的素质与对工作极强的责任感，只有这样才可以使这一工作起到作用。在开展这一项工作的时候需注意下列几个方面：（1）制动维护计划，在规定的时间内开展检查维护工作。（2）检查与维护注水泵工作有一项严格的流程，需要按照这一流程开展工作，及时发现设备的问题，结合实际情况对产生问题的原因进行分析。一般会出现下面几个问题，如注水泵的叶轮被损坏或者磨损，排除注水泵内部的污水，用冷却水对注水泵进行冲刷，采取措施减少注水泵的腐蚀问题，加强轴承间的润滑工作，以减少其磨损，及时更换已经弯曲的泵轴与不适合的轴承，降低叶轮和壳体之间的粗糙度。在对注水泵进行检查的时候，需要认真记录注水泵的各项参数，并进行整理归纳，可以对后期的维护工作进行参考。（3）需要增加调配注水泵系统开展工作的模式。在保证注水泵安全经济运行的时候，务必要维护管网压力处于较低的状态，首先，使运行较高的离心泵开展工作，是离心泵的启停错误尽可能地减少。（4）结合实际情况，创建合理的考核制度。

2.3 控制注水泵泵管压差

为了使注水泵顺利开展工作，合理控制其管压差是重要的措施，可以从下面三个方面开展工作：（1）在一定程度上，尽可能地降低注水泵的叶轮。众所周知，注水泵内叶轮的具体数量与流量之间是正比的关系，扬程和轴功率与叶轮的具体直径的平方也会呈现出正比的关系。因此，在降低注水泵的叶轮数量的时候，就可以在一定程度上减少泵管扬程与轴功率，进而可以减少泵管的压力差，减少注水泵消耗的电量，进而使注水效率得到提升。（2）减级注水泵的叶轮。注水泵叶轮的减级与降低其之间的相互配合程度是降低注水泵管压力差的一种方式。在工作的时候需要关注的是，在减级注水泵叶轮的时候，务必需要把最后一轮进行拆除，只有这样，才可以起到应用的效果，否则，将会降低其工作效率。（3）对变频调速器进行安装。对于油田注水泵比较复杂的系统来说，变频调速控制系统在进行控制的时候向对简单一些。主要的工作是把供水管网已经收集到的信号利用变频调速系统对数据进行转换与处理，进而使运行的频率在适合的范围内。当注水管网的压力比较低的时候，变频调速器就可以及时地对压力值进行调整，进而使注水泵的运行参数进行调节，达到降低注水泵管压力差的目的。除此以外，当变频器出现问题的时候，变频系统可以及时地发出警告，这样能够快速地提醒工作人员进行处置。因此，科学合理地使用变频调速器，可以有效地提升注水泵系统的工作效率，最终达到减少能量消耗的作用。

2.4 适当选择高效注水泵

近年来，我国比较重视科学技术的发展，同时也关注科学技术在实践中的使用，在油田注水泵的使用技术发展中，也投入了大量的资金进行研究，一些领域取得不错的成果，很多技术与最初相比已经有了很大进步。除此以外，在很多方面都已经引进了国家比较先进的技术，这些技术的使用，使节能减耗的效果更加明显。因此，在开展工作之前，注水站需要结合自身的工作情况来决定是否需要更换注水泵，进而达到提升工作效率的最终目的。

2.5 变频控制技术

在注水泵正常工作的时候，恒压注水的工作形式能够有效地把能量进行合理地平衡，在开展这项工作的时候，具体的工作步骤为首先对注水泵进行调频调控，把电机和压力传感器进行有效的结合，使这两者之间能够产生一种反比的关系。在压力得到提高的时候，电机转速就会随之得到提升，但是，当压力降低的时候，电机的转速也会随之进行降低，借此来维护管道压力的相对平衡。此外，当压力比较高或者比较低时，就需要结合实际情况设置有效的报警系统，当出现较高或者较低的状态或者是高压与低压的时候，能够及时地处于停机的状态，在出口与进口的位置也需要设置报警装备，以减少注水泵遭受到比较严重的破坏。变频控制的工作基础并不是简单地利用压力进行传输信号，而是需要把油田的实际情况作为工作的基本，进而对现场的操作详情与生产需求进行整体考虑，使用的技术除了压力传感器，还有调节器与变频器技术，对输出的电压进行合理的调节以确保工作过程中电压保持稳定的状态。传感器在工作过程中的主要作用是对注水泵的运行数据进行及时的传递与信息反馈，在其终端的设备是调节器与变频器，能够结合实际的工作情况进行调节，促进注水泵在运行的时候能够更加理智，在一定程度上提升工作效率。一般情况下，控制柜会使用远程操作的设备。此技术在一定程度上使注水泵的工作流程进行简化，这样能够在一定程度上水源井出现反复的工作或者是运行停止的情况，使供水的时候能够更加的自动化，最终能够实现使工作人员的劳动力或者是成本得到减少。除此以外，变频调速技术与整体系统也能够实现流量与水泵的运行开展有效的调控。在面对注水泵耗能比较高的问题，变频调速器可以利用对流量与变频调速技术的调控来对电动机的速度进行调节，进而达到降低成本的目的。这样不仅能够使注水泵的注水效率与工作流程在一定程度上得到改变，同时也可以延长设备的使用寿命。