浅析油田注水泵增压泵能效提升技术研究

浅析油田注水泵增压泵能效提升技术研究

李志明 姜丽 高子欣

中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司东辛采油厂 邮编 257000

摘要：本文针对油田注水泵存在的现状问题，提出一体化改造方案，方案中增压泵主要由电机系统、高压泵和进出口管汇组成，并采用充油式三相异步电动机。引出线通过专用高压密封盒引出，电机采用可靠的防砂机械密封，绕组线采用专用耐油耐温绝缘线，具有优良的耐温等级和绝缘性能，保证电机可以长期安全运行。电机与泵连接，当机油经入口进入泵体后，电机通过开关柜供电，驱动多级泵增压，由出口排出机油。

关键词：注水增压泵 能效 提升系统

正文：

一、现状及存在问题

随着油田的不断开发，老油田在注水过程中的地层污染使部分水井的压力不断上升，因此需要压力更高、更先进的增压设备进行补充注水。在实际生产过程中，油田在用高压注水柱塞泵泵靠柱塞的往复运动来排出液体，在正常情况下，每分钟的往复次数可达到230次/分高速往复运动使柱塞和盘根产生剧烈的摩擦，同时会产生部分碎屑。碎屑和液体中的杂物一起被带入密封面，加速盘根和柱塞的磨损，造成泵效降低，盘根漏失增大，更换频繁，柱塞磨损加剧，材料消耗严重。由于输送介质中含有酸碱离子，对柱塞起腐蚀作用，停泵后，由于柱塞表面附着由盘根渗漏出的污水，长期停放在空气中，对柱塞造成腐蚀，产生坑道和麻点，并且长期停留后析出的颗粒晶体，随泵的运行进入填料函加大了对柱塞和盘根的磨损。在使用过程中会造成大量的盘根及柱塞损耗，对增压泵配件的更换和维修会造成延误注水作业、浪费人力的后果。使用时难免发生的污水滴漏为防止造成环境污染，会用收集罐等容器集中收集统一运送并经过处理后再用泵打回注水作业基地，这期间牵扯到的人力、物力、资金浪费同样不可忽视。在柱塞的往复运动过程中，夹杂着酸碱离子、剩余油渣的油水混合污水会有不同程度的泄露。

图1 传统的柱塞泵运行方式 图2 柱塞腔体内部

二、主要技术路线

增压泵主要由电机系统、高压泵和进出口管汇组成，并采用充油式三相异步电动机。引出线通过专用高压密封盒引出，电机采用可靠的防砂机械密封，绕组线采用专用耐油耐温绝缘线，具有优良的耐温等级和绝缘性能，保证电机可以长期安全运行。

电机与泵连接，当机油经入口进入泵体后，电机通过开关柜供电，驱动多级泵增压，由出口排出机油。

借助油田信息化平台，打造柱塞泵智能控制系统。在柱塞泵工况发生变化时，如：压力突然降低，温度突然下降，液位突然上升及流量发生变化时，自动停泵并切断流程，联锁保护设备，避免造成污染。

图3 设备健康运行监测

由机械动力部分和智能控制部分组成。该系统颠覆了传统的增压泵润滑冷却方式，实现了增压泵的智能管理，迎合了信息化趋势，优化了设备运行，减轻了职工劳动强度，避免了环境污染，提高了注水效率。

机械动力部分：将增压泵的润滑方式由以往的水润滑改为油润滑，采用新型的密封材料，颠覆传统的润滑方式，避免污水外排污染环境，使用润滑泵将润滑油对高速运动的柱塞进行喷淋，起到润滑降温的作用；利用循环泵、进出口管汇和缓冲罐等设备将润滑油进行循环利用。智能控制部分：集成液位报警连锁、压力报警连锁、流量报警连锁、温度报警连锁、实时监控、远程启停、视频监控和数据分析八大功能。

图4 柱塞泵优化改造后可以实现的功能

三、效益分析

1、节能效益：

以油为媒介，既减少了柱塞往复运动中的摩擦力和颗粒物对盘根和柱塞造成的磨损消耗，也避免了酸碱离子对盘根的腐蚀，更因此减少了配件的维修、更换、污水回收处理等人力、时间的消耗，大大降低了人力、物力损失，节约经济成本。经测算，可年节省材料费用37万元，年节省电费152万元，创效123万元，累计创造经济效益共计312万元。

2：社会效益

该项目颠覆传统的密封方式，采用油润滑代替传统的水润滑。减少职工劳动强度，实现无人值守，适应新型管理区发展趋势。对设备运行情况进行监控，增加设备本质化安全。实现设备智能化控制，提升自动化管理水平。降低设备维护费用，延长设备使用寿命。

作者简介：李志明，山东省五一劳动奖章获得者，中国石化集团公司技术能手，胜利油田技能大师，长期致力于油气开采、集输、计量、处理等方面的现场实践研究。

参考文献：

1、孙力平等主编.污水处理新工艺与设计计算实例，2002.

2、王鸣华.气藏工程.北京：石油工业出版社，1997.

3、孙旭.中国石化油气储运现状.全球华人石油化工科技研讨会，2010.

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