关于往复式柱塞泵压力下降频繁换件原因的探讨

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设备管理
摘 要：目前由于油田开发的需要，联合站采出水处理确实有了不小压力，宁波钱湖所产往复式柱塞泵，其结构简单，工作可靠、维
修方便的优点，在油田注水中得到了广泛的应用。

因为注水压力高，所以柱塞泵承受重负荷周期作用，尤其采出水注水泵，换件更是频繁，针对注水压力下降的原因，分析到以下几点原因：喂水泵压力过低;进口过滤器滤网结垢;盘根漏失量大;泵头内排液部件效率下降，造成压力下降，不得不停泵更换;增加了人工的工作强度，增加了企业成本，以下主要针对泵头常换部件的坏损原因，提出几点分析原因，希望能带来减轻工作强度和成本的成效。

关键词：柱塞泵；夹布垫；吸入阀板；排液阀板
关于往复式柱塞泵压力下降频繁换件原因的探讨
吴 轩 刘 继 王增立 冯军波
（长庆油田分公司第五采油厂集输大队，陕西西安 710200）
1柱塞泵结构及工作原理
FF5DSB 型高压往复柱塞式注水泵，吸入最小压力0.05Mpa，进口管线压力0.25Mpa，额定排出压力25Mpa，实际运行压力21～22Mpa,额定排量26.6h m /3。

基本结构构成：由曲轴、连杆、十字头第构成动力端，由泵头、泵阀、柱塞及其密封部件组成液力端，其液力端采用水平直通式组合阀整体泵头结构。

工作时，柱塞泵往后运动，柱塞和针管吸水原理一样吸入水，吸入的水是从组合阀吸入，柱塞向前运动，柱塞前端的吸入阀板在弹簧作用力下紧贴在入水的组合阀的密封面，因为水在无法返回低压来水的回路时只能被柱塞推入仅留在组合阀中间通往高压水室的中间通孔内，水流压开高压水室的排液阀芯，一个注水动作完成，随着柱塞向后运动时，排液阀芯在弹簧作用力下紧贴组合阀高压密封面，防止高压水倒流，随着柱塞往复运动，组合阀排液阀芯反复打开关闭，就形成了完整的注水过程。

2常见故障及改进措施
2.1组合阀排液阀芯密封面受损
组合阀和排液阀板，经高压水流冲击，在组合阀和排液阀板密封光面形成沟槽状冲刷痕迹，排液阀板不能将腔内高压水密封，高压水回到吸水室内，又作了往复循环，组合阀高压水流的冲击下出现了裂纹破损，在所以泵出口流量计流量下降，分水器压力也跟着下降。

在这里也常出现阀芯做高强度往复运动最终疲劳断裂在塞头，阀芯密封面脱落，等于高压出水端和柱塞前端的成了联通状态，这种状态泵肯定是在做无用功了。

改进措施：将排液阀板芯与组合阀接触的密封面加大面积，密封面的整圈直径大3-4mm,相当密封面积增加了,这样就增加了密封效果，延长了使用寿命。

2.2组合阀与吸入阀板接触面受损
组合阀与吸入阀板接触面，吸入阀板是树酯材料，柱塞推动前端的水向前运动，水被挤入组合阀内的很有限，就会有水被挤向周围，这时如果组合阀与泵头密封的夹布垫出现破损，没有了密封效果，水会从组合阀与泵头的间隙处和吸入来水汇合，造成了排量下降，长时间运行，造成泵头与组合阀夹布垫的密封凹槽腐蚀，所以即使更换了新的组合阀、夹布垫、吸入阀板、排液阀板等构件，排量提升的效果依然不佳，所以只能更换整体泵头，造成了更大的损失。

而且因为夹布垫已经损坏，所以从柱塞头部推过来的水也要走捷路，虽然被顶出吸入阀板中间孔洞，但却并不容易从组合阀中心进入高压水室，而是从吸入阀板和组合阀的紧挨面从破损的夹布垫处流走。

当我们看到这两个紧挨面被水流所冲击而留下的痕迹，就不奇怪夹布垫破损后能带来的这些破坏了。

改进措施：(1)将夹布垫改用耐用的橡胶垫或牛筋垫，加宽加厚密封垫的尺寸，同时加工泵头放置密封垫的凹槽尺寸；(2)夹布垫变形没起到密封效果，与人为装配也有很大关系。

在最后将压盖封堵上后，有人喜欢用上全力甚至加力杠将螺丝紧到最紧。

正是这样的举动，将夹布垫本来截面积是方矩形压成了扁平状，高压水很容易挤过夹布垫，造成组合阀、夹布垫、密封凹槽全部受损，降低了泵头和组合阀的使用寿命，同时增加了成本和劳动强度。

最妥的做法就是使螺丝刚好压紧，使夹布垫保持形状，吸入水室的水与柱塞运动推来的高压水在夹布垫的两侧同时挤压夹布垫，夹布垫产生变形，将泵头和组合阀的微量泄露点堵死，防止漏失扩大化。

2.3喂水泵供液不足引起的故障喂水泵发生气蚀不上量，造成注水泵无水可吸，柱塞反复运动，柱塞前端空气产生高温，吸入阀板被弹簧紧挨在组合阀上，因为没
有水进入冷却，排液阀板是树酯材料，产生融化，融化的树酯停留在了组合阀的入水口内，造成了缺缸故障。

在发现高温后通常采取的方法就是排除喂水泵故障后，对注水泵进行泄压放空后继续使用，却很少有人将泵头打开检查，因为吸入阀板已经变形，比原来的变形更严重，就不可能将低压来液和高压排液完全封闭，造成吸不足液或者排液在打入来水室内又被吸入，如此形成一个死循环，此类事故并不多见，加上启泵后并不见高温出现，所以常被忽略，直到再次打开泵头，才被发现。

改进措施：坚决杜绝低灌位运行，定期检查进口过滤器滤网。

巡检时也要用手触摸函体表面，函体发烫有很大可能出现了上述情况，在出现缺水高温故障后，启泵后发现还是无法上量，将泵头打开确认检修。

2.4淹缸故障盘根漏失量大，高压水从盘根与柱塞间隙流出，本来在允许范围内的漏失（20～30滴/每分钟）可以起到降温和润滑的作用，但是大量的漏失会造成柱塞拉伤，盘根加速破碎，盘根碎沫和泵仓盐垢堵住了漏失管线的入口，大量的水聚集泵仓，随着往复运动的柱塞连杆将水带入曲轴箱内，造成机油乳化的淹缸事故，若再迟些发现，就会损伤曲轴。

在这里我们提到了淹缸，还有一个事故类型也常造成淹缸，那就是调节螺母在柱塞往复运动作用下逐渐从函体中退出，当班员工巡检时没能及时发现，一旦调节螺母完全退出，盘根被水压退出函体，大量的水聚集在泵仓内，泵还在工作，就是当班员工以最快的速度停泵、关闭阀门，也在几分钟以后，如果在晚上出现这种情况，恐怕污水池满了也都没人能发现，水随着连杆运动进入到曲轴箱内肯定是必然的，那一定是要换机油的，一大桶机油大概是6000多块。

这对企业来说，是一笔不小的开支。

改进措施：(1)装配盘根应采用较为合理的“一三一四一”装配法，即在函体内的装配顺序为一个较窄的导向环，后面加三个盘根（盘根接口处错开180），再加一个较窄导向环，后面再装一个较宽的导向环，这样装配的盘根使用寿命较长；(2)泵仓设计不合理，泵仓底部为空，更有利于装配函体，因为函体没有装平，也是造成淹缸的主要原因，不能设计成无底的，也要将漏失出水口的直径较现在大4-5倍为宜，设计成这样，可以避免淹缸事故。

3结论及建议
由以上换件原因，我们能看出，夹布垫起的作用实在太过重要，正因为夹布垫损坏，而导致吸入阀板和组合阀一同受损，长时间运行会损坏泵头密封槽。

但是，夹布垫的损坏又多是人为装配用力过头造成的，虽然修泵是重体力活，但是尊重科学，该留的合理间隙还是得留，否则真会带来许多人为的不该有的损失，无故增加了太多的材料成本。

通过实验，夹布垫没有完全压平的装配方法确实比其他缸换件周期更长，组合阀和吸入阀板损坏的程度也比其他缸较轻。

选用材料稍贵的，也能收到延长换件周期的效果，细经比较，还是材料稍贵的用起来更能节省材料成本。

（1）科学合理的装配和成熟的装配工艺，可以延长组合阀的使用周期、盘根的更换频次，可以显著降低劳动强度，将低成本。

（2）如果厂家能够采用合理的设计，修泵会因为有相对宽裕的空间而缩短修泵时间，所装函体也会压紧压平，延长了函体垫的使用寿命。

（3）提供质量好的配件，更是降本增效的关键。

参考文献：
[1]《注水泵工》.2004年石油工业出版社.中国石油天然气集团公
司人事服务中心.。