| 标题 | 埕海油田注水泵工作可靠性分析 |
| 范文 | 魏峥 黄海 张超 摘要：随着社会的不断发展，埕海油田发展到了新的阶段，加强了多级离心泵的应用，以实现向油田地层注水的目的，并对地层能量进行补充，促进地层原油整体采收率提高。然而在应用过程中，会出现一定的故障，难以提高工作可靠性，不利于油田注水工作的开展，所以在本次研究中，主要对埕海油田注水泵工作的可靠性进行分析。 Abstract： With the continuous development of society， the Chenghai Oilfield has developed to a new stage， and the application of multi-stage centrifugal pumps has been strengthened to achieve the purpose of injecting water into the formation of the oilfield， supplementing the formation energy and improving the overall oil recovery rate. However， in the application process， there will be certain failures， so it is difficult to improve the reliability of the work， which is not conducive to the development of water injection in the oil field. Therefore， in this study， the reliability of the water injection pump in the Chenghai oil field was mainly analyzed. 关键词：埕海油田;注水泵;工作可靠性 Key words： Chenghai Oilfield;water injection pump;working reliability 中图分类号：TE934? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）11-0200-02 0? 引言 最初的注采并没有实现同步性，不同的采油井都出现了各种类型的停喷，使得产量逐渐降低，长时间如此，就会导致油井完全地停喷，并且发生地层塌陷的现象，所以，需要深入研究注水扩容的问题，注水受到限制的原因是因为注水泵多次出现问题导致的。 1? 埕海油田注水泵现状 从埕海油田注水泵的改造基础来看，埕海油田注水井的数量是从最初的几口向更多增加的，随之，注水需求量也是逐渐增多的，所有的注水井实现转注之后，会使得地层的压力以最快的速度增长。 1.1 分析机械密封性的故障根源 1.1.1 分析楔形抱轴器出现多次松动的诱因 主要受到以下几个因素的影响：一是，安装或者是调整楔形抱轴器的时候，需要比较复杂的技术，同时，要在两个人的配合下，选择两套塞尺，并且拧紧所有的带锥度部件，在这一过程中，要确保锁紧环之间的距离一样，中间的误差要在0.2mm范围内;二是，紧固楔形抱轴器选择的螺钉是A2-70，其缺乏足够的强度;三是，楔形类型的抱轴器紧固螺钉在选择拧紧力矩的时候没有一样的标准。 1.1.2 分析后锁紧环裂纹出现的诱因 一是，对于后锁紧环的裂纹问题来说，主要是因为晶间腐蚀和疲劳应力导致的，楔形抱轴器主要是在17-4PH类型的不锈钢材料作用下实现的，这一类型的材料是在铜和铌等材料的作用下组成的。这一类型的不锈钢材料的抗腐蚀性与奥氏体的不锈钢材料是一致的，这一类型的合金在静态海水当中很容易垂涎蚀损性问题。除此之外，后锁紧环是在切削钻孔的攻丝作用下，破坏金相组织，使得腐蚀问题越来越严重。楔形抱轴器主要在转矩的传输过程中应用，同时，避免轴套相对轴出现轴向运动。所以，其就出现了疲劳应力，使得晶间腐蚀问题发生;二是，楔形抱轴器前后锁紧环缺乏足够的强度，特别是螺纹孔后锁的紧环，各种类型的断裂问题都是在螺栓孔周围出现的，以至于裂纹问题发生。 1.2 分析机械密封性多次故障发生的诱因 机械密封总是出现一定的故障问题。离心泵在运行过程中，選择的是集装类型的机械密封，这一类型的机械密封是内装和静止式以及多弹簧等。密封冲洗的方法一般选择的是API682 Plan11;将密封介质确定成为纳滤海水;摩擦副材质属于同一类型的对烧结碳化硅进行反应的介质;在传动环方面是指楔形的抱轴器。从开始使用多级离心泵开始，机械密封多次发生故障，其中楔类型的抱轴器出现一定的松动性，楔形的抱轴器后锁紧环有裂纹或者是断裂问题发生，并且多次出现了摩擦副失效和渗水的问题。当能够在第一时间看出存在的故障问题，就能够通紧固楔形的抱轴器，并对螺钉进行紧固，实现再次装配，防止扩大故障。如果发现不够及时的话，那么轻的话，就会导致机械的密封整体性遭受损坏，严重的情况下，就会使得多级离心泵的转子出现整体性的报废问题，导致严重的经济损失。 1.3 摩擦副失效的因素分析 使用原机械密封摩擦副反应烧结碳的化硅，这是一种硬对硬组合，与相关标准之间是符合的，具有颗粒介质性和高黏度介质性，如果是在高压的情况下，就必须选择硬对硬的材料进行组对。除此之外，还要做出一些规定，不然就要选择SiC/SiC进行组对，如果认可的话，就要选择SSSiC和RBSiC以及硬质合金组对。然而该组合还有很多不足之处。一是，双反应的烧结碳化类型硅密封在市场的浮动价格非常高;二是，摩擦学不支持选择一样的两种材料进行摩擦和接触。所以，总是选择窄面反应烧结碳化硅处理宽面烧结碳的化硅。需要注重实用性，例如耐腐蚀性以及增长性的库存成本，进而导致该组合没有得到大众的认可;三是，硬对硬的组合分析，当楔形抱轴器出现松动现象的话，就会使得摩擦副反复冲击问题出现，使得碎裂现象发生。 1.4 滑油冷却器出现多次腐蚀性的穿孔问题 对于冷却器来说，这是GLC类型的列管式的冷却器，选择的管束材质是指铝黄铜，壳体是指316的不锈钢材料。冷却海水是走的管程，而润滑油则是走的壳程。这一类型的冷却器如果是在油田当中的话，那么其使用的平均寿命也就只有4个月，不管是哪种类型的故障都是内部管束铜管的腐蚀穿孔。因为滑油在运行期间的压力远远高于冷却水的压力，很难发现穿孔问题。当能够在比较早的时间发现穿孔问题的话，只是损失的一些滑油。当观察到的时间比较晚的话，海水就会向泵组之前或者是之后的轴承箱置入，导致泵组轴承箱发生一系列损坏问题。经过研究可以看出，冷却器出现频繁性的腐蚀穿孔问题的诱因表现在以下几点：一是，冷却器管束材质是指HA177-2，这属于比较突出的一种铝黄铜材料，使用期间，脱锌和腐蚀性的破裂倾向非常明显，在海水环境当中总是有腐蚀穿孔问题出现。二是，列管类型的油冷却器在机械胀管技术的作用对管束和管板之间的间隙进行消除，发挥密封以及防拉脱的效果。 1.5 轴承箱轴承隔离器出现漏油问题 在注水泵的前面和后面的轴承箱都选择的是动环和静环以及动环型圈所组成的补偿类型的轴承隔离器，这是一种非接触性的动密封材料。因为动环以及静环之间的运动是相对性的，这一补偿环很容易在高温和高速以及高振动的环境中出现磨损问题，使得轴承箱开始漏油，具体的使用寿命远远比设计的使用寿命低。 2? 改造埕海油田的方案以及效果分析 2.1 优化摩擦副的问题 在摩擦副的问题上，一般选择软对硬，也就是无压烧结碳化硅和碳石墨两种材料，这是应用比较好的一些材料。一般来说，非补偿环主要选择的是无压类型的烧结碳化硅，也就是人们所说的硬环材料，或者是碳石墨的选择，即软环材料，具有很大的优势。一是，油田注水从传统的过滤水向纳滤水进行转变，纳滤水当中没有任何固体性的颗粒。按照相关标准，即耐清水和油以及其他类型的弱腐蚀性的介质机械密封宜选择硬对软这一方法，常用组会针对材料的有碳化硅产生碳石墨和和碳化钨。所以，软对硬组合能够和相关要求之间相满足;二是，没有压力烧结碳化硅和碳石墨自润滑性之间的对比，前者非常好，同时，明显比反应烧结的碳化硅优的多，因此会降低机械密封整体性的价格。 2.2 优化机械密封性的故障问题 2.2.1 针对楔形抱轴器松动问题进行处理 一是，对楔形抱轴器的构造进行简化，有效融合前锁紧环以及开口楔形环，将部件的数量进行缩减，不但能够减少楔形抱轴器在安装过程中的难度，同时还能防止更多的人为安装所带来的影响，能够促进机械密封稳定性提高;二是，对于紧固性的螺钉材质来说，要进行一定的更换，还需要对紧固类型的螺钉规格进行更换，从M8向M10转变。 2.2.2 优化楔形抱轴器后锁紧环的策略 一是，需要对楔形类型的抱轴器材质进行转变，从不锈钢材质向双相的不锈钢材质进行转换。在很多环境中，抗腐蚀特性非常好，能够很好地抵抗隙腐蚀，双相钢材料的强度非常高，同时，其抗腐蚀性的能力也比较高，疲劳强度更大，很多加工设备都受到受腐蚀的条件以及加载循环影响;二是，需要在简化楔形的抱轴器结构的前提下，对后锁紧环厚度进行增加，开口类型的楔形环的宽度得到增加，同时，前锁紧环的厚度也得到一定的增加，提高楔形抱轴器的强度，降低锁紧环应用期间的变形几率。 2.3 风冷类型的散热器取代水冷类型的冷却器 2.3.1 选择风冷类型的散热器 在这一过程中，需要注重列管类型的冷却器穿孔，很难在第一时间看出，胀管密封技术缺乏可靠性，因此，在选择风冷类型的散热器取代原水冷类型的冷却器，主要有以下几种方法：经过具体的测量，注水泵出现负荷的时候，需要对水冷器进行启动，此时需要将油箱油温控制在40℃，经过冷却之后，降到25℃;在停用水冷的冷却器中，需要将油箱油温保持在45℃左右，确保轴承箱温度，比完工文件的报警值低很多。稀油站循環油泵流量一般为每分钟25L，润滑油的发热功率一般看做是水冷却功率。在相关人员所提供的一些曲线表的作用下，运用风冷类型的散热器。这一散热器主要是指翅片类型的散热器和冷却风扇等。 2.3.2 改造轴承箱的隔离器 新的轴承隔离器主要是在动环和静环等部件下构成的，在动环以及静环迷宫类型的密封结构下密封，这是非接触性的一种动密封材料。和补偿环类型的轴承隔离器之间进行比较，没有对补偿环接触性的磨损进行设置，在同样的情况下使用的寿命比较长，因此，需要加强这一问题的研究。 3? 结束语 综上所述，在优化并改造机械性的密封之后，抱轴器并没有松动问题出现，单一泵组的机械密封发生故障的几率不断降低，同时，都是在摩擦副的磨损作用下出现的;滑油冷却器主要时从水冷式向风冷式进行改变，水冷类型的冷却器出现腐蚀性的穿孔问题，并且得到了有效处理，这一风冷式的冷却器所出现的冷却效果可能够确保热天的时候注水泵组运行的正常性，在改造轴承隔离器之后，轴承箱多次漏油问题得到了优化处理，延长了轴承隔离器使用的时间。 参考文献： [1]边江.油田注水泵节能降耗技术研究[J].化学工程与装备，2019（09）：132-133. [2]于兴才，王普军，周忠军.油田注水泵站简化、优化工艺流程的探讨[J].化工管理，2019（19）：198. [3]孙瑞.油田注水站注水泵单耗的影响因素及对策分析[J].化工管理，2019（12）：147-148. [4]程颢，冯建设，杨会丰，王曼，付福兴.基于激光熔覆的长庆油田注水泵组合阀修复技术研究[J].热加工工艺，2018，47（14）：138-140，144. [5]孙支林，刘涛，徐古林，杨孝刚，杨光乔.油田注水泵节能降耗技术研究及应用[J].设备管理与维修，2018（06）：157-159. [6]杨文礼，程颢.长庆油田：注水泵再制造节约材料更换费千万元[J].表面工程与再制造，2018，18（01）：51. |
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