注水泵常见故障分析及排除

注水泵常见故障分析及排除

摘要：近年来，我国的油田开采逐渐增多，在油田中，注水泵的应用十分广泛。注水泵属离心泵的一种，在水泵运行过程中，会受到其设计、水泵站周围环境、

后期相关的管理维护方式等因素影响，降低其安全运行效果，从而使得相关维护

人员工作量大大增加。因此，本文就注水泵各环节存在的问题进行了分析总结，

并提出了一系列排除办法，希望可以在提高泵站安全运行、促进其正常工作等方

面提供参考。

关键词：注水泵；故障；分析；处理

引言

油田注水是保持油层压力、降低原油递减率的主要措施，注水泵机组是油田

注水的关键设备。我国油田油藏类型多样，配套的注水系统也各不相同，按注水

能力分为：大站系统以大排量的离心泵为主；小站系统，以柱塞泵为主。柱塞泵

具有扬程高、排量小、效率高、电力配套设施简单等特点，适用于注水量低、注

水压力高的中低渗透油田或断块油田。

1注水泵的结构及工作原理

动力端在柱塞泵中起到传送动力的作用，是将电动机的旋转运动转化为柱塞

往复运动的部件，主要由曲轴、轴承、连杆、连杆轴瓦、十字头、十字头销、弹

簧挡圈、曲轴箱、基座等部件组成。液力端包括泵头、组合阀、阀板、弹簧、柱

塞和缸套及其密封（填料箱）、吸入阀和排出阀组件、缸盖和阀箱、吸入和排出

集合管等。该部分直接输送液体，将机械能传递给液体，转换成液体的压力能。

柱塞泵主要是通过电动机提供动力，联轴器带动曲轴旋转。当曲柄以角速度ω逆

时针旋转时，柱塞向右移动，液缸内容积增大，压力降低，液体在压力作用下进

入液缸中。当曲柄转过180°角以后柱塞向左移动，液体被挤压，液缸内液体压力

急剧增加，吸入阀关闭而排出阀打开，液体被排出。当曲柄不停旋转时，柱塞泵

就不断地吸入和排出液体。柱塞泵的主要作用是提升或输送液体，其设计、制造、选型、安装、运行、维护管理的好坏不仅对工程投资的影响很大，而且与节约能源、降低成本、提高经济效益也密切相关。

2注水泵常见故障分析

2.1水泵不出水或出水量不足

通常，泵不出水或水变得不足的原因主要为以下几点：1）进水管和泵体内存在空气。首先，水没有被填满。在泵启动之前，软管中的水不会排出，因此入口

管或泵体中会留有少量空气。其次，水位不平坦。安装泵时，泵入口处的水管应

最高。如果中间管道高于入口端，则空气将留在入口管道中，这会降低水管和水

泵中的真空并影响吸水性。第三是泵的填料或管壁的腐蚀。它会使空气从损坏处

进入水管。2）装置扬程大于水泵设计时的总扬程。启动后，在水面上产生大的

涡流，并将空气引入泵中。排除方法：调整泵的安装，降低升力，并恢复泵在额

定升程下工作。3）水泵距液面的垂直高度过高。每个泵的铭牌上标有允许的真

空高度。允许的真空高度是海平面的最大安装高度，大气压力为760mm汞柱高度，水温为20℃。由于底阀，进气管有水头损失，大气压随高度和温度而变化。

因此，泵的实际安装高度必须略低于允许的真空高度和丢失的升力之和。如果实

际安装高度等于或超过允许的真空高度，则可能在泵叶轮的入口处发生气蚀，导

致无水或水量降低。排除方法：将水泵的安装高度进行适当调整。4）水泵转速

过低。每个泵的铭牌上标有速度，即泵的额定速度。当泵的实际速度低于设计的

额定速度时，泵可能没有水或水量较少，而且速度太低：电机和泵的速度不匹配，动力皮带轮和泵皮带轮不匹配，皮带太松而且很滑。排除方法：将动力机以及皮

带轮的直径进行适当调整，使其松紧度与额定相符，使得水泵的转速与额定速度

一致。5）底阀不能开启或开启过少。在使用过程中维护也是非常重要的，如果

对于底阀的维护工作不到位就会导致底阀锈蚀，使得底阀无法正常的开关，最终

导致泵出水量严重减少。排除方法：工作人员要定期对底阀进行维护，对于损坏

严重的底阀要及时进行换新处理。6）叶轮密封环磨损过多。叶轮中密封环会由

于受到磨损而导致与叶轮之间的缝隙增大，同时回水也就会随之增加，泵的流量

也就相应变小，流量变小了升力变得越来越低，久而久之泵就会出水量越来越少

甚至无法出水。排除方法：为了降低叶轮密封环磨损而造成的各种影响，相关人

员有必要定期检查其磨损程度，并进行相应的维修处理，对于情况较为严重的要

及时更换新的密封环以及轴承等。

2.2电动机性能与工况不符

1）电动机选用的绝缘等级较低。绝缘等级决定了电动机的允许温度和使用寿命。现场在用B级绝缘等级的电动机，其绕组温升限值为80K，最高工作温度为130℃（电动机内部温度）。经现场测试，受实际工况的影响当电动机负载达到

额定负载的80%时，夏季实际运行温升接近甚至达到B级绝缘的限值，不能满足

工况的需要。2）电动机选用较低防护等级。现场有使用防护等级为IP23的开式

电动机，机壳未全封闭，机身、前后端盖都留有散热孔，工业尘土可进入电动机

机身内部，附着在定子和转子表面，影响电动机散热。

2.3水泵功率消耗过大

1）转速过高。当泵的运行速度超过泵的初始设计速度时，动力机的输出功率将增加。排除方法：将水泵的运转速度适当降低。2）流量太大，超出使用范围。在水泵运行过程中，轴的功率会由于流量超标而变大，从而使得动力机的负荷随

之大幅度上升。在注水泵的工作特性曲线中就可以很容易的表现出来。而在使用

喷灌泵进行排灌时这种情况则最容易发生，很多时候由于负荷超载而造成柴油机

冒黑烟或者熄火的情况，严重的甚至将电动机烧坏。其主要原因则是由于喷灌泵

在喷灌时其喷头起到一个闸阀门的作用，如果在运行过程中并没有安装这个阀门，就会导致应该在小流量、高扬程区运转的泵变成在大流量、低扬程区运转，从而

也就导致了动力机的负荷超出了实际可承受范围。排除方法：在运行时要避免在

大流量区进行，同时使用高扬程泵时应将设备闸阀配套完整，从而达到调节流量

的效果。3）填料压得太紧。在填料过程中，一旦压的太紧就会增加泵功率消耗，从而增加相应的动力机负荷。排除方法：将压盖螺栓适当调松。4）叶轮被异物

缠住。它会增加轴的功耗并增加支撑动力机的负荷。排除方法：将泵内存在的杂

物定期进行清除。

3注水泵专用油产品的发展现状及趋势

中国石化胜利石油管理局胜大油品厂开发的一款注水泵专用油产品，油品在

经过长达3000~4000h运行后，仍具有较好的抗剪切和抗磨损性能，黏度变化小；作为注水泵油最为关注的抗乳化性能方面，与参比油相比，专用油品具有更好的

抗乳化性能，油品使用1500h后仍能较好的分出油层和乳化层，但没有明显的水层。针对油田注水系统的实际工况，充分考虑到注水系统及水质的复杂性，开发

研制的油田注水泵专用油，以其良好的抗乳化性能，必将逐步取代其他工业用油，在油田注水泵上得到广泛的使用。

结束语