输油泵在油气集输系统中的应用

输油泵在油气集输系统中的应用

卫鹏旭 张龙

中国石油长庆油田分公司第十二采油厂 甘肃 庆阳

摘要：在油气集输系统中，输油泵有着极为重要的作用。而在长期使用中经常出现各种问

题，其主要原因就是缺少良好的监控与科学合理的诊断。从输油泵角度出发进行分析，由于转子转动距离较长与运行时间较长等，使得轴承温度快速提升，或相应位置出现振动。所以在科学选择输油泵的同时，也应根据现代技术创建完善的自动控制与在线监控系统。

关键词：输油泵，油气集输，监测系统，应用

前言

输油泵是油气集输系统的关键设备，直接影响集输系统的顺利运行。从油田输油泵的使用情况来看，由于不同时期的设备配置不同，目前使用的输油泵型号和厂家较多，质量和性能存在差异，给现场管理、使用和维护带来一定困难。油泵在油气集输系统中起着非常重要的作用。在长期使用中，由于各种因素，不可避免地会出现一些问题，如电机损坏、油泵排空等。主要原因有两个：一是缺乏有效的监测，二是缺乏合理的诊断。因此，必须实施有效的监控，并对所有部件进行实时检查，以确保油泵的平衡。通过对不同类型输油泵使用条件的对比分析，选择经济、适用、实用的输油泵，对保证油田集输系统的正常运行，提高节能水平具有重要意义。

1 输油泵应用现状

以我国大部分油田应用输油泵总数相对较高，其中主要可分为ＤＹ 型电动往复泵、ＤＹ 型输油泵、Ｙ 型输油泵、ＤＷＹＫ 型液压泵、转子泵以及双螺旋杆泵等。从宏观上看，虽然油泵具有很强的运行效率，但也存在一些不足：第一，油泵的质量有待提高。在实际运行中，一些输油泵主要是机械密封，但其减速箱的设计缺乏合理性，相关附件和维护费用较高。此外，还存在配件短缺、质量差等问题，使其维修工作更加困难。其次，输油泵类型复杂，维修相对困难。在社会经济发展的影响下，油泵生产厂家的数量不断增加，使得油泵模型缺乏统一性，导致油泵模型更加混乱和复杂。然而，油泵附件之间缺乏互换性。同时，一些经常需要的配件也缺货，只能由制造商加工。因此，油泵价格高，维修周期长，导致油泵维修难度迅速增加。

２　输油泵性能综合分析

2.1应用性能分析

从维修成本、故障率和技术性能综合分析可知，离心输油泵的故障概率较高，耐腐蚀性较弱。其中，原油对挡圈和叶轮的腐蚀性极高。由于其结构复杂，当出现运行故障时，企业的维修能力往往达不到技术标准的要求，只能由专业维修企业来处理，这使得维修成本相对较高。柱塞式（DY型）输油泵故障概率低，结构简单，维修技术要求低。大多数问题可以通过更换配件来解决；转子输油泵故障率低，结构简单。更换配件也可以解决相关问题。

2.2技术性对比分析

首先，对离子泵技术进行了分析。为了确保两台输油泵之间的对比度，有必要确保两种形式。输油泵的扬程与额定排量相近，在供液充足、运行状态相同的情况下进行检测分析。此时可以发现，柱塞泵的实际排量高于离心泵，而且柱塞泵还具有功耗低、运行效率高的特点。因此，当油气集输系统出口排量大于50m3/h时，应结合实际情况选用柱塞泵。其次，对弯杆泵和离心泵进行了技术对比分析。选择扬程和额定排量相近的曲杆泵和离心泵进行分析，可以有效地了解两种输油泵在技术性能上的差异。其中，弯杆泵的技术性能高于离心泵，而且弯杆泵还具有燃油消耗低的特点。因此，当转运站的出力小于20m3/h时，选择曲杆泵具有很强的优势和合理的经济性。

3 输油泵的在线监控系统

3.1 硬件系统

构成硬件系统的主要部分包括四部分，一是传感器，二是传输电缆，三是控制柜，四是PC机。通常情况下，由传感器负责对输油泵状态等信息的采集工作，并将所得信息转换成相应的信号，借助传输电缆将信号发送至控制柜，由控制柜对其进行处理，将最终的数据信息保存到PC机上。

3.2 软件系统

与硬件系统相比，该系统显得有些复杂，其组成部分如下：首先是数据采集系统，主要是对现场的实际信息进行采集，通常有两种采集方法，一是人工采集，二是智能采集。前者对各种通道、不同的频率等信息都能采集，且不容易发生意外，但工作人员必须具备相当专业的知识和足够的实践能力。后一种采集方法需建立一个数据库，此方法操作简便，智能性也很高，实用性较强。

3.3 监测参数

在目前国内使用较多的输油泵种类中，离心泵体积小、质量轻，维护工作也较为简单，因其属于旋转机械的一种，还具备连续旋转的优势，使用范围较为广泛。输油泵的主要监测参数有二，一是离心泵的诊断参数，二是输油泵的性能参数。前者又可分为泵的转速。叶片数目以及齿轮轴承等参数，后者主要包括轴功率、油温、进口出口压力以及汽蚀余量等。

4 输油泵的经济运行

3.1 影响输油泵经济运行的障碍

(1)运行的负载率

生产过程往往有不同的要求，导致外输油泵的运行负荷率不固定，负荷率的频繁变化会在一定程度上阻碍出口油泵的经济运行。如果负载率处于高值（通常为≥ 0.6），这意味着工作效率高，相应的经济性好。然而，在实践中，生产过程和季节不断变化，在大多数情况下，负荷率较低。因此，工作效率和经济性也很差。当工作负荷率小于1时，工作效率与负荷率成正比；相反，如果负载率大于1，工作效率与之成反比。

(2)机泵选择

外输油泵和电机在型号和实际负载方面的匹配程度也会影响它们的经济运行。输油泵选择电动正时，应遵循适当的原则，设计余量尽可能不超过10%。在系统设计过程中，经常会遇到一些问题，如齿轮向上、过大而不是过小等。建议在流程中提出流量时增加系数，然后在选择泵和电机时增加系数，这将导致实践中一些泵的运行效率较低。

(3)外输油的温度

原油的温度决定原油的粘度。当温度升高时，粘度降低，当温度降低时，粘度增加。温度的变化导致粘度的变化。一旦粘度发生变化，泵的负载也会随之变化，导致电机效率和功率因数不稳定。当原油粘度较低时，电机的工作效率降低；如果原油粘度过高，且生产国有设计值，电机负载也会错过最佳值，最终导致运行效率下降。

(4)外输油泵的控制

大多数出口油泵都有一定的高效运行区域。如果控制单台输油泵，应尽可能将其保持在高效操作区域。为了防止负荷波动过大，应将进出口阀的角度调整到最佳，以将损失降至最低。如果多台输油泵并联控制，则应结合各自的特点进行选择相应的运行模式，确保整个机组处于高效运行区域。

3.2 外输油泵经济运行的策略

(1)优化泵的内部结构

集输系统大都对泵能有要求限制，令其在高校区运行，可结合扬程、流量考虑，用实用性较高的高效泵换掉固有的低效泵。比如离心式输油泵负载率较低，可选择往复式容积泵等进行替换。对那些在高效区以外的泵，可依据其性能对叶轮进行适当的切割，以保证输油泵的高效运行。

(2)对其运行参数加以控制

对原油的温度加以合理控制有利于输油泵的经济运行，在保证原油安全的基础上，温度应结合电耗和热耗综合考虑，在电热经济性得到保证的情况下，为避免原油因粘度过大增加输管网的阻力，需提升原油的温度。

(3) 变频调速技术

而在实际中，由于长时间的使用，输出流量会低于额定流量，对此则可以引进变频调速技术。输油泵的运载负荷变化较大，为减少其电耗，变频调速技术无疑是最佳选择。此技术解决了阀门控制的节流调节困难，减少了能量损耗，将压力监控改为液位监控，有利于系统安全稳定性的提升。

4结束语

在油气集输系统中，输油泵发挥着至关重要的作用，关系着集输系统能否稳定运行。本文对其技术、维护和经济运行做了分析，以促使其各项功能更加完善。

参考文献

[1] 杨晓峰.输油离心泵运行效率影响因素分析及解决措施[J].设备管理与维修.2019(18).72-73

[2] 潘宏文,王秀华,等.输油泵在油气集输系统中的应用[J]油气储运.2007(03).35-37