隨著油田進(jìn)入高含水開發(fā)期，注水量大幅度增加，注水耗電亦大幅度上升，成為造成油田電力緊張的主要原因之一。對(duì)油田注水地面系統(tǒng)的用能進(jìn)行了分析,得出注水站是注水系統(tǒng)的主要能耗損失點(diǎn)。針對(duì)注水站注水泵運(yùn)行的特點(diǎn),運(yùn)用大系統(tǒng)理論與壓力谷性質(zhì)將注水系統(tǒng)分解成若干個(gè)子系統(tǒng),進(jìn)行注水站合理排量的計(jì)算,注水泵運(yùn)行泵壓的優(yōu)化,并對(duì)柱塞泵和并聯(lián)離心泵的運(yùn)行特性進(jìn)行了分析。

　　高壓注水泵作為一種石油礦場(chǎng)設(shè)備，在作業(yè)過(guò)程中所處工況較其它常見機(jī)械設(shè)備更惡劣，其所承受工作載荷也隨著注水壓力的不斷提高需要而越來(lái)越大。注水泵的運(yùn)動(dòng)部件及各承受高壓的部件(如泵頭)是關(guān)鍵部件，它們起著傳遞電機(jī)動(dòng)力及完成注水的功能，其強(qiáng)度和可靠性直接關(guān)系到整個(gè)注水泵的正常工作。因此有必要對(duì)注水泵的運(yùn)動(dòng)部件及各承受高壓的部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

　　五柱塞往復(fù)泵由動(dòng)力部分、液力部分、傳動(dòng)部分和電動(dòng)機(jī)組成。

　一、工作原理：

　　電動(dòng)機(jī)通過(guò)大小皮帶輪、窄形皮帶帶動(dòng)泵的曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸帶動(dòng)連桿、柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)柱塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)液閥打開，液體進(jìn)入泵體，直到柱塞移至**的位置為止(曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°)吸入過(guò)程結(jié)束，柱塞開始向前移動(dòng)，此時(shí)泵體閥腔內(nèi)的液體受擠壓，壓力升高，因而進(jìn)液閥關(guān)閉，排液閥被打開，液體被柱塞推動(dòng)經(jīng)排液閥被排出。

　二、泵的故障及排除方法：

　　2.1、泵的運(yùn)動(dòng)部分有敲擊聲

　　產(chǎn)生的原因:1、連桿螺栓松動(dòng);2、連桿軸瓦磨損間隙過(guò)大;3、運(yùn)動(dòng)部分其它零件松動(dòng);

　　排除方法:1、擰緊連桿螺栓;2、調(diào)整連桿軸瓦;3、調(diào)整松動(dòng)的零件;

　　2. 2滾動(dòng)軸承溫度過(guò)高：

　　產(chǎn)生原因:1、軸承裝配間隙不良;2、軸承內(nèi)進(jìn)入污物;3、潤(rùn)滑不良;4、軸承出現(xiàn)疲勞蝕痕等已損壞;

　　排除方法1、重新裝配調(diào)整其軸承間隙;2、清除污物;3、改善潤(rùn)滑;4、更換軸承;

　　2. 3潤(rùn)滑油溫度過(guò)高：

　　產(chǎn)生原因：1、運(yùn)動(dòng)部分裝配不良;2、潤(rùn)滑不良;

　　排除方法：1、重新裝配;2、改善潤(rùn)滑;

　　2. 4泵出口壓力表指針擺動(dòng)急?。?/p>

　　產(chǎn)生原因：1、蓄能器充氣不足或膠囊損壞;2、泵的進(jìn)、排液閥泄漏;3、進(jìn)、排液閥密封圈泄漏;

　　排除方法：1充足氣或更換膠囊;2、更換失靈的進(jìn)、排液閥;3、更換密封圈;

　　2. 5泵體法蘭滲漏：

　　產(chǎn)生原因1、法蘭螺母松動(dòng);2、密封圈損壞;

　　排除方法：1、擰緊螺母;2、調(diào)換密封圈;

　　2. 6泵的進(jìn)排液管振動(dòng)劇烈：

　　產(chǎn)生原因：1、泵體內(nèi)存有氣體;2、進(jìn)、排液閥滲漏;3、進(jìn)、排液閥密封圈損壞;4、進(jìn)、排液管線懸空;

　　排除方法：1、放掉泵體內(nèi)氣體;2、研磨閥或更換失靈的進(jìn)、排液閥;3、更換密封圈;4、加固管線;

　　2. 7進(jìn)排液閥的閥腔內(nèi)敲擊聲不均勻：

　　產(chǎn)生原因：1、泵體上法蘭螺母松動(dòng);2、閥彈簧斷裂;3、閥座、閥(閥板)損壞;

　　排除方法：1、擰緊法蘭螺母;2、調(diào)換彈簧;3、調(diào)換閥座、閥(閥板)

　　2. 8柱塞密封泄露嚴(yán)重：

　　產(chǎn)生原因：1、柱塞密封函體處調(diào)節(jié)螺母太松;2、密封圈磨損嚴(yán)重;3、液體不凈，密封函中進(jìn)入污物;

　　排除方法：1、調(diào)整調(diào)節(jié)螺母的壓緊量;2、調(diào)換損壞的密封圈;3、清除泵體內(nèi)管道的污物;

　　2. 9柱塞溫度過(guò)高：

　　產(chǎn)生原因：1、柱塞調(diào)節(jié)螺母壓得太緊;2、密封圈裝配不當(dāng);

　　排除方法：1、適當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)螺母;2、糾正密封圈的安裝;

　　2.10泵的動(dòng)力不足：

　　產(chǎn)生原因：1、電動(dòng)機(jī)功率不足;2、傳動(dòng)皮帶太松;

　　排除方法：1、檢查或更換電動(dòng)機(jī);2、調(diào)緊傳動(dòng)皮帶;

　三.注水泵運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查與保養(yǎng)：

　　3.1注水泵運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查

　　1、檢查動(dòng)力部分的聲音是否正常，潤(rùn)滑油油量因在規(guī)定范圍內(nèi)(1/2-2/3)處。

　　2、檢查各部位溫度應(yīng)正常，軸承溫度不得超過(guò)75°C,柱塞與密封磨擦處的溫度不得超過(guò)75°C。

　　3、檢查泵的出口壓力表指示值及泵的排量應(yīng)符合要求。

　　4、檢查進(jìn)、排液閥的工作情況，應(yīng)無(wú)異常聲音。

　　5、密封函上的調(diào)節(jié)螺母應(yīng)經(jīng)常檢查，切勿有松動(dòng)現(xiàn)象，柱塞工作時(shí)如有大量液體泄漏，應(yīng)停泵上緊調(diào)節(jié)螺母或更換密封圈。

　　6、檢查各部位螺絲及個(gè)法蘭螺母有無(wú)松動(dòng)并扭緊。

　　3.2注水泵的維護(hù)保養(yǎng)

　　1、動(dòng)力部分的潤(rùn)滑油采用粘度等級(jí)ISO60以上的全損耗系統(tǒng)油、柴油機(jī)機(jī)油、閉式齒輪油等，不推薦使用液壓油，禁止使用透平機(jī)油和汽油機(jī)油。

　　2、新泵或大修出場(chǎng)的泵，**次換機(jī)油的時(shí)間為500小時(shí)，以后每運(yùn)轉(zhuǎn)5000小時(shí)更換潤(rùn)滑油。換油時(shí)應(yīng)先放凈污油，洗凈油池和磁性器，然后再加足符合規(guī)定的潤(rùn)滑油。

　　3、定期檢查和糾正安全閥的釋放壓力為額定工作壓力的1.05-1.25倍。

　　4、定期檢查壓力表的正確性。

　　5、定期檢查皮帶的松緊度。

　　6、更換損壞了的零部件。

　　7、調(diào)整各部位間隙，檢查并上緊各部位螺絲。

　　8、需長(zhǎng)期停用的泵(特別是污水泵)應(yīng)用清水沖洗，放凈泵體內(nèi)的液體，拆洗所有的閥，涂上防銹油，并對(duì)整個(gè)泵進(jìn)行防腐保養(yǎng)。

　　9、如果啟用停放較長(zhǎng)時(shí)間的泵，應(yīng)對(duì)泵進(jìn)行**檢查保養(yǎng)，否則不能啟用。

　　10、泵的大型修理期暫定12000小時(shí)。

　四、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

　　在泵站中加入了新的往復(fù)泵和變頻器,以取代原有低效的離心泵。**和恒壓控制是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心問(wèn)題。泵站的效率涉及了多種因素,是一個(gè)復(fù)雜的多元非線性函數(shù),優(yōu)化策略的研究比較困難。 通過(guò)對(duì)泵閥的失效形式和機(jī)理進(jìn)行分析研究后認(rèn)為，磨料磨損是密封圈上部邊緣塊狀材料剝落的根本原因，但不是引起整個(gè)泵閥系統(tǒng)失效的主要原因，疲勞磨損才是泵閥失效的主要機(jī)理。對(duì)泵閥工作時(shí)的各種載荷進(jìn)行了分析，建立了相應(yīng)的力學(xué)模型。為了提高往復(fù)泵錐形閥的使用壽命，建立了其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，其目標(biāo)函數(shù)為閥體上的*綜合應(yīng)力，約束條件包括泵閥無(wú)沖擊條件、閥隙液體流速約束、尺寸約束等。油田注水是我國(guó)油田開發(fā)的一種十分重要的開采方式,油田注水的目的是發(fā)揮注水驅(qū)替和補(bǔ)充地層能量的雙重作用,促使油井產(chǎn)出更多的原油,而油田注水地面系統(tǒng)是注水系統(tǒng)的重要組成部分。運(yùn)用遺傳算法對(duì)油田注水地面系統(tǒng)的拓?fù)洳季诌M(jìn)行了一定研究,通過(guò)優(yōu)化技術(shù)來(lái)確定注水井與配水間的關(guān)系、注水站的站址、注水管網(wǎng)布局、注水管網(wǎng)管道的運(yùn)行參數(shù),**應(yīng)用模型協(xié)調(diào)法,協(xié)調(diào)管網(wǎng)布局和參數(shù)的關(guān)系,得到完整的優(yōu)化管網(wǎng)。