柱塞泵的机泵工作效率提升策略研究

柱塞泵的机泵工作效率提升策略研究

王海军王媚媚

中石油长庆油田分公司采油七厂，山城作业区，

摘要：近年来，随着我国科学技术的飞速发展，使得我国各大油田的开采效率较以前大有提高，现如今，我国各大油田在开发注水过程中高压柱塞泵凭借其高扬度、高泵效等优点在各大油田的注水量小、注水压力较大和注水压力不稳定的区块得到了普遍应用，但是由于高压柱塞泵的工作环境特殊和泵体本体内压力太大、流体不均匀等原因，因此机器内部零件极易损坏，使泵机容易带病工作，导致其机泵工作效率降低。因此本文对高压柱塞泵效率的影响因素以及如何提高其工作效率进行研究。

关键词：柱塞泵；机泵工作效率；提升策略

柱塞泵是隶属于往复泵的一小泵种，属于体积泵，是液压系统的重要组成部分，具有结构紧凑、高效率、易操作、造价成本低等优点，因此被广泛应用于液压机、油田注水开采等场合。但由于目前油田注水开采工作环境的特殊性，高压机泵极易损坏，导致工作效率降低，影响油田注水开发效果甚至会影响油田开采工作进度，大港第六采油厂所采某油田所用的是大港中成公司所产的一款柱塞泵，因为机泵压力高、振动大，常导致各部件损坏，因此，本文以此为例对该机器的工作效率及其如何改进进行分析和探讨。

1.机械效率测量

1.1.计算柱塞泵输出功率

N出=Q∆P

Q-柱塞泵流量，m/s;ΔP-柱塞泵进出口压差，Mpa

1.2.计算电动机输入功率

N入=√3UIcosφη

U-输入电压V;I-输入电流A，cosφ-泵功率因数;η-效率。

1.3.计算柱塞泵机械效率

η=N出/N入=Q∆P/√3UIcosφη

2.机械效率测量影响因素

在目前，我们再对高压柱塞泵的机械效率进行测量时，流量计是最主要的影响因素。因为不同的流量计计量原理不同，使用范围、参数指标都有差别。现阶段我们在油田注水开采工作中所使用的柱塞泵注入的主要介质是含油污水，含油污水中由有油、部分活性物质等有粘附性的物质和部分金属离子等易造成污染的组分，因此我们在进行测量时应该先对各种流量计的性能和相关参数进行了解和熟悉，在使用时根据现场实际情况进行选取，保证测量的精确性。本文根据所研究油田的实际情况，主要对电磁流量计和涡轮流量计进行研究对比。

2.1.流量计性质简述

涡轮流量计是速度式流量计中的一种，其工作原理是通过多叶子的转子对流体进行感受从而计算出平均流速，电磁流量计则是一种通过法拉第电磁感应原理制成的导电液体测量仪器，这种仪器可用于酸性流体、污水流体等液体的测量。但是涡轮流量计比电磁流量计的测量精度更高，因此，它成为了现阶段应用最广泛的流量计。

2.2.机泵工作状态监测结果分析

我们在高压柱塞泵上使用两种流量计然后进行机泵工作状态监测，经过对比，相关工作人员发现，柱塞泵在工作中，因为自身泵体的特性包含振动大、压力高等特点，工作环境相对来说比较恶劣，因此，泵机容易出现损坏现象，维修处理措施也就相应变得频繁起来。高压柱塞泵的泵头的主要进行液体吸入和液体排出的工作，在其工作过程当中，零部件繁多，因为其工作环境压力变化较大，振动相对强烈，因此极易被损坏。

3.提高泵机工作效率方法

3.1.泵机的定期养护

高压柱塞泵因为其特殊工作环境以及泵机本体原因，导致泵机极易出现损坏，因此工作人员应该定期对泵机状态进行检查，对柱塞泵主要零部件、润滑油等进行检查，如发生零部件损坏、润滑油变质，则需要及时更换零部件和进行清缸处理，在进行零部件安装时，工作人员需对其引起重视，避免由于不规范操作引起摩擦，导致泵机工作效率降低。

3.2.泵机电力及皮带张力的科学设置

柱塞泵的电机选择也是泵机工作效率的影响因素之一，因此，工作人员需要选取高性能、高效率的电机，使得电机转化率最大限度的得到发挥，在电力保证皮带传送效率的前提下，工作人员应该科学的对皮带张力进行设置，减少皮带和电机间的摩擦程度，根据实践证明，在皮带张力为600牛顿时，此时电机和皮带间的磨损最小，在日常工作时，工作组人员需要对皮带进行检查，定时对皮带松紧度进行调整，保证工作效率。

3.3.泵机水压机的科学设置

高压柱塞泵的泵体内的水压力过大是零部件容易损坏的原因之一，因此，工作人员想对泵机的工作效率进行提高的前提之一就是工作时的供水压力和排量进行科学的设置，减少对泵机零部件的损坏，有研究发展将工作环境供水压力设置为0.30MPa左右，此时柱塞泵的容积效率最高，此时机泵工作效率可得到明显提升。

【总结】：

通过本文对在同一台机泵上不同流量计的使用所产生的数据静音比对，我们可以看出不同流量计的使用是会对柱塞泵的机械效率产生影响的。比较用电磁流量计和涡轮流量计，可以发现在使用电磁流量计进行测量时，测量的流量有下降趋势，有一定不稳定性，而且电磁流量计比涡轮流量计更易附着粘性物质和沉淀；在使用涡轮流量计进行测量时测得的流量较电磁流量计而言有明显下降，但是数据比电磁流量计更稳定，而且，在测量时可以及时发现故障，让机泵在高效率区间运行得到了有力保障。

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