柱塞式注水泵的使用及节能降耗研究

油田注水是保持地层压力提高采集效率的主要途径，柱塞式注水泵作为采油系统中一个最为主要的设备，同时也是整个注水系统的动力来源。

柱塞式注水泵主要由驱动装置、柱塞、传动装置、泵体、排除阀等组成，在其运行的过程中，将机械能转化为压力，并通过传动装置直接作用于液面，借助于液面压力的差值，实现液体的吸入及排出。

随着各油田采油开发生产已进入中、后期，注水量和注水压力持续上升，采出水回注量持续增加，造成原有注水泵维修频次高、泵效低、能耗高。

面对油价持续低迷、生产成本大幅削减严重形势，各采油开发单位积极引进并应用柱塞泵节能降耗技术，优化柱塞泵运行参数，大幅度降低注水系统用电能耗，对油田原油生产“有质量、有效益、可持续”发展具有重要意义。

一、工作原理
依靠活塞的往复运动可使往复泵泵缸内的空间周期性发生变化，空间的变化在流体输送过程中直接表现为压力的变化，柱塞泵正是借此过程中压力的变化实现输送与转运流体。

二、注水泵的使用及优缺点
柱塞泵是一种往复泵，是容积式泵的一种，利用电力向电动机输送电能转化为柱塞的往复运动，利用往复泵柱塞的往复运动来吸入液体和增压排液。

曲柄连杆机构是高速旋转电机动力端的主要机械单元装置，此机械单元实现将电动机的转动转化为往复活塞运动。

在此基础上，往复泵缸容积会发生不同程度的变化，液体不断吸入和排出，当注水泵出口压力达到注水管网要求时，才能完成注水。

注水泵通过增压将合格的水连续输送至注水井，通过分层注水的方式有效地将水注入油层，实现了油水井的连通，达到了水驱油的开发效果，提高油田的采收率。

柱塞泵的优点主要包括：（1）参数高，额定压力高，转速高，泵的驱动功率大。

（2）效率高，容积效率为95%左右，总效率大于80%。

（3）自吸性能好。

（4）变量方便，形式多。

（5）单位功率的重量轻。

（6）柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。

柱塞泵的缺点主要包括：（1）结构较复杂，零件数较多。

（2）制造工艺要求较高，成本较贵。

（3）油液对污染较敏感，要求较高的过滤精度，对使用和维护要求较高。

三、注水泵的维护与保养
1.日常保养
设备保养得好坏不仅决定了系统
运转的效率，还决定了设备的故障率，
现场预防性维护均按照厂家所给的设备
操作说明书操作，其中包括日常检查
记录、月度保养、季度保养、半年度保
养、年度保养，且每个月的保养记录完
整。

2.注水泵闲置的维护保养
如果往复泵是长期停运的的，它们
必须按要求保存，做好防腐防尘措施，
并封住泵筒盖子，以防污渍进入泵筒，
皮带轮必须每周旋转几次，以避免运动
部件结垢、氧化生锈。

3.注水泵运行的维护保养措施
岗位员工在实际开展各项工作的
同时，需要与设备管理员一起对注水泵
进行科学的维护与保养工作。

日常保养
与定期维护的充分结合是保障主赛式注
水泵实现正常运行有效方法，并且满足
设定的注水效果。

为了确保设备完好，
发挥设备效率，注水泵维护要执行十字
作业法“清洁、润滑、紧固、调整、防
腐”，并及时消除跑、冒、滴、漏，对
备用设备进行定期切换，定期盘车，保
持良好备用，确保柱塞泵安稳长满优运
行。

定期检修要求注水泵连续运行500h
进行一次见效，当注水泵连续运行1500h
时，进行二次检修。

在一次性维修过程
中，必须完成日常维修的各项任务。

柱
塞泵的二次保养需要在完成一次保养的
基础上进行。

检查连杆或者十字头后发
现有较为严重的磨损情况必须进行及时
更换，如果不能对过滤网进行有效的清
洗就会导致柱塞泵受到多种污染物以及
杂质的影响，最终导致机械部件而出现
不同损坏现象。

四、油田注水泵在使用中存在的
问题及应对措施
1.柱塞式注水泵配件消耗较多
柱塞式注水泵在使用中，出现泵
阀故障以及柱塞损伤的机率较高。

具体
为，柱塞式注水泵运行过程中，因各种
故障及损坏的影响，造成设备使用寿命
较短。

可通过强制润滑有效提升柱塞式
注水泵密封腔与柱塞之间的润滑属性，
减少二者之间的摩擦，在保障柱塞式注
水泵运行效率的同时，减少易损件的磨
损，延长其使用寿命。

2.泵体运行振动大
通常情况下，柱塞泵振动大的主
要原因：柱塞冲程过大或汽化抽空；柱
塞螺帽或柱塞杆锁紧螺帽松动；缸套松
动；缸内有杂物；地脚螺栓松动；十字
接头中心架连接处松动经过分析，该柱
塞泵振动大的主要原因：泵基础二次灌
浆不完整；泵出口管线支撑松动；柱塞
泵出入口蓄能器未及时调节前个问题一
次性整改完毕，泵体振动明显减小 此柱
塞泵出入口均设有液压气动式蓄能器，
该蓄能器是利用气体的可压缩性，以允
许液压回路在压力下，储存大量被认为
不可压缩的液体的一种装置。

针对泵体
振动大的现象，要求维保单位及时定期
检查泵出入口蓄能器压力。

3.注水系统效率低下
注水系统效率与注水泵工作效率
有着直接的影响，想要保障注水泵的工
作效率，就要定期的对注水泵进行维修
和保养。

但是目前的实际情况是大部分
的注水站虽然有相关的注水泵维修和保
养计划，在长期的使用过程中，必然会
产生老化、腐蚀、间隙增大、泄漏等情
况，直接影响注水泵的注水系统效率和
工作效率，没有起到节能降耗的效果，
反而造成能源消耗量的增加，影响油田
的经济效益和社会效益。

这就需要淘汰
老旧和高耗能设备，提高设备维护保养
水平。

五、结语
柱塞式注水泵技术在实际生产中
发挥着关键作用，提升了油田开采的整
体水平。

柱塞泵在日常的工作运行中，
易损件的磨损是不可避免的，但想要更
好的保障柱塞泵的安全、高效、经济、
长期、可靠的运行，就要对柱塞泵可能
发生的故障进行分析研究，实时的进行
监督和管理。

加强对注水泵进行提效研
究，可以更好地利用先进技术和设备，
提高注水泵效，降低注水系统单耗，从
而实施高效注水，使经济效益最大化，
在油田开发降本增效中很有必要。

参考文献：
[1]胡建新.柱塞式注水泵技术改进与应用分析[J].
中国石油和化工标准与质量.2015,17(1):112-114.
[2]赵玉杰.油田注水泵节能降耗技术研究[J].石油
石化节能.2017,18（5）:105-107.
柱塞式注水泵的使用及节能降耗研究
郑志平 中国石化东北油气分公司
【摘　要】柱塞泵是油田注水开发过程中的主要设备之一，也是主要的耗能设备。

本文主要阐述了柱塞泵技术特点和使用维护保养注意事项，提出了日常生产运行中的节能降耗方面的建议。

【关键词】柱塞泵； 注水效率；使用和维护
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