水泵常見問題及解決應(yīng)對

    一，概述。

　　油田聯(lián)合站現(xiàn)有注水泵，臺運(yùn)行臺備用。

　　截止，注水泵（水泵管道）的累計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)全部超過"臺已接近萬，雖然多次維修，但從泵的整體運(yùn)行情況來看，使用前景并不樂觀：一是油田注水井的吸水壓力較高，泵壓達(dá)左右，瞬間可能超過泵的額定壓力，泵的運(yùn)行始終處于高負(fù)荷狀態(tài)；二是回注污水時(shí)，水質(zhì)較差，腐蝕性強(qiáng)，水溫高，容易造成閥體，閥片，泵頭，盤根總成等易損件的損壞，使泵處于高機(jī)會損傷狀態(tài)；三是檢修人員經(jīng)常性維修，更換部件，使泵處于不連續(xù)的工作狀態(tài)。

　　泵的運(yùn)行狀態(tài)的確存在一些隱憂，對泵的一些常見故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，并研究診斷監(jiān)測系統(tǒng)及時(shí)作出判斷與預(yù)防，無論從安全角度還是從經(jīng)濟(jì)方面都顯得尤為重要。

　　二，注水泵工況分析……

　　基本結(jié)構(gòu)為：由曲軸，連桿，十字頭等組成動(dòng)力端；由泵頭，泵閥，柱塞及其密封裝置組成液力端，此外還有柱型，球形氮?dú)夥�(wěn)壓器以及安全閥。其液力端采用水平直通式組合閥整體泵頭結(jié)構(gòu)。

　　工作時(shí)，當(dāng)柱塞向后運(yùn)動(dòng)，出水閥片關(guān)閉，同時(shí)吸水閥片打開，開始吸水過程；當(dāng)柱塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入閥片關(guān)閉，出水閥片同時(shí)被打開。如此循環(huán)，不斷地吸水，排水……注水泵現(xiàn)狀概述。

　　注水泵投入運(yùn)行以來，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，各個(gè)部件相繼出現(xiàn)老化，原始的工作條件也發(fā)生了很大變化。

　　首先，由于油田的開發(fā)需要注水強(qiáng)度不斷提高，泵壓也不斷上升，目前部分運(yùn)行壓力已達(dá)到左右，已超過的注水泵額定壓力。對于這些超壓運(yùn)行的注水泵容易引發(fā)設(shè)備安全事故。

　　其次，注水泵運(yùn)動(dòng)部件可能發(fā)生疲勞損傷，由于注水泵屬于往復(fù)式柱塞泵，五副曲軸連桿瓦及曲軸承受著周期性重負(fù)荷作用，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)的增加，連桿瓦瓦面易出現(xiàn)掉塊，曲軸軸頸磨損等現(xiàn)象。

　　再次，注水泵各運(yùn)動(dòng)副間隙增大，由于長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，十字頭和十字頭銅套，連桿大頭瓦和小頭瓦會加劇磨損，間隙增大導(dǎo)致泵振動(dòng)加劇，機(jī)油溫度升高，泵運(yùn)行噪聲也明顯加劇。目前曲軸箱潤滑油溫度已升高到左右。

　　三，污水水質(zhì)對注水泵的影響。

　　從原油脫水過程中分離出的污水經(jīng)油水分離，脫氧和脫菌等處理后回注油層。雖然經(jīng)過一定的處理，但所注入水源仍是含油（聚合物）污水，一般偏堿性，硬度較低，含鐵少，礦化度高，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較低；而且由于污水的反復(fù)利用，其懸浮物，人工添加劑含量等也會比較高，普遍存在腐蝕，結(jié)垢和堵塞等問題，其中腐蝕危害最大。

　　再結(jié)合油田特殊的地理環(huán)境（鹽堿，沼澤地區(qū)），油藏特征（低孔低滲凝析油藏）和產(chǎn)出液特性（高礦化度）考慮，油田的各種金屬管線及設(shè)備的腐蝕較為嚴(yán)重，特別是聯(lián)合站含油污水處理系統(tǒng)的腐蝕更為突出，投產(chǎn)兩個(gè)月就出現(xiàn)設(shè)備腐蝕穿孔，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。

　　水質(zhì)對注水泵零部件的腐蝕。

　　當(dāng)用注水泵輸送污水介質(zhì)時(shí)，其中的礦物質(zhì)及添加劑往往會在密封裝置上析出，降低了密封效果，其固體顆粒也會對密封裝置造成過度磨損，使注水泵的泄漏增加，壽命縮短，所以污水水質(zhì)是柱塞泵密封失效的主要原因。

　　從注水泵房運(yùn)行情況看出注污水的兩臺泵被腐蝕的程度尤其嚴(yán)重，不僅對泵本身，水質(zhì)還會腐蝕其他注水設(shè)施，比如使與之相連的管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

　　腐蝕原因大致歸結(jié)為以下幾個(gè)方面。

　�。�1）溶解氧在高礦化度的水中，溶解氧在腐蝕過程中起著陰極去極化作用，激化污水對鋼鐵的腐蝕。

　　（"）硫酸鹽還原菌和硫化氫污水中含有大量的硫酸鹽還原菌，其對鋼鐵的局部腐蝕產(chǎn)生較大的影響。

　�。�3）懸浮物和油污當(dāng)其含量較大時(shí)，它們互相黏結(jié)在一起，吸附沉積在系統(tǒng)內(nèi)壁，造成更有利于硫酸鹽還原菌生長繁殖的條件。同時(shí)污垢會增大對殺菌劑的吸附，殺菌效果變差，助長細(xì)菌的腐蝕。鋼鐵表面污垢沉積處，電位較低，成為陽極，在沒有污垢處為陰極，形成垢下腐蝕。

　　現(xiàn)場經(jīng)常采用紅外溫度探測儀對泵液力端缸體溫度進(jìn)行檢測，而且回注污水的泵容易出現(xiàn)溫度過高狀況，因?yàn)槲鬯�本身溫度過高，發(fā)熱量大，如果散熱不良易造成盤根和柱塞間的異常磨損，加快盤根更換頻率；同時(shí)也會導(dǎo)致油田注水壓力出現(xiàn)逐漸增高現(xiàn)象，導(dǎo)致注水能耗增加。

　　四，注水泵常見故障分析及解決方法。

　　缸體溫度升高及解決辦法。

　　缸體溫度升高是動(dòng)力端的常見故障，前面已經(jīng)提及曲軸箱潤滑油溫度已經(jīng)有較大升高。主要是由于注水泵運(yùn)行時(shí)數(shù)增加，各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件周期性承受負(fù)荷嚴(yán)重造成的，主要有：軸瓦磨損嚴(yán)重，曲軸磨損，潤滑油乳化或黏度下降，動(dòng)力端出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象（如曲柄蹩勁偏磨），連桿運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生較為嚴(yán)重變化，曲軸固定軸承磨損等等。

　　此外，當(dāng)泵閥出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，可能某個(gè)零部件會落入泵缸內(nèi)，這樣也會導(dǎo)致密封性能下降。密封失效（一般是盤根損壞）時(shí)，連桿出水刺漏嚴(yán)重，必須馬上更換密封件。否則，水會沿著連桿進(jìn)入曲軸箱內(nèi)，將機(jī)油乳化，短時(shí)間內(nèi)會造成動(dòng)力端（尤其是曲軸）嚴(yán)重?fù)p傷乃至整臺泵報(bào)廢。

　　由于十字頭在滑道內(nèi)不斷地來回運(yùn)動(dòng)，容易出現(xiàn)將滑道拉傷等情況，嚴(yán)重時(shí)會造成泵殼報(bào)廢，即使可以進(jìn)行修復(fù)，由于這種型號的泵采用的是泵殼缸套的一體化設(shè)計(jì)，所以修復(fù)即等于對整臺泵進(jìn)行大修。據(jù)了解該站已報(bào)廢-個(gè)泵殼（每個(gè)價(jià)值&萬多元），而要大修需運(yùn)到大港油田，運(yùn)費(fèi)，維修費(fèi)等費(fèi)用也是相當(dāng)高的。解決的方法是及時(shí)更換配件，潤滑油和校正。

　　密封填料泄漏的原因及分析。

　　注水泵的柱塞密封多采用軟質(zhì)的石棉類盤根作密封用，一方面這類材料容易被損壞，如上述提到的水質(zhì)原因造成盤根被腐蝕，甚至斷裂等，需要不斷更換填料；另一方面由于處在高壓介質(zhì)輸送狀態(tài)下，柱塞運(yùn)動(dòng)的異常也會導(dǎo)致填料的受力不均勻，造成介質(zhì)的噴漏現(xiàn)象；此外盤根盒壓蓋由于運(yùn)行時(shí)間過長也會出現(xiàn)過松現(xiàn)象，造成密封泄漏。

　　解決的辦法是更換盤根時(shí)反復(fù)調(diào)整，最后定型；為防止受力不均，要求壓緊壓好，并用扭力扳手測量；日常維護(hù)時(shí)需要適時(shí)調(diào)節(jié)壓蓋松緊。

　　二。柱塞密封失效的原因。

　　由于注水泵的使用年限一般較長，且油區(qū)氣候條件比較惡劣，以及污水水質(zhì)對柱塞造成嚴(yán)重的腐蝕等原因，故柱塞表面漸漸形成許多肉眼無法看到的溝槽和蝕點(diǎn)，生成了許。多微小的水道。柱塞表面的微小腐蝕和填料失效是造成柱塞密封滲漏的主要原因。水介質(zhì)也會在內(nèi)部高壓的作用下，通過柱塞的密封滴入柱塞箱內(nèi)。

　　此外，結(jié)垢對密封也會產(chǎn)生影響，污水中含有鈣鎂離子及碳酸根離子，極易產(chǎn)生碳酸垢。在柱塞泵停運(yùn)時(shí)，柱塞與密封間存有污水，當(dāng)水分蒸發(fā)，便有晶體析出，在更換或檢修柱塞時(shí)，表面附著白色晶體即是，這樣會使柱塞泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生硬性磨損，導(dǎo)致密封失效。

　　泵體及管線振動(dòng)的原因及分析。

　　從現(xiàn)場注水泵的運(yùn)行來看，整個(gè)泵體的振動(dòng)情況比較嚴(yán)重，用手觸摸管線更能強(qiáng)烈感受到，觀察泵體上安裝的溫度計(jì)等儀表也處于不穩(wěn)定狀態(tài)，埋泵管線的水泥地面也出現(xiàn)裂痕并多次加固過，再者現(xiàn)場的高強(qiáng)度噪聲也與振動(dòng)超限有很大關(guān)系等等。

　　經(jīng)過調(diào)查分析，大致原因總結(jié)如下。

　�。�1）地基不牢。

　　（2）某一缸或幾缸水力損失大，造成泵頭受力不均。

　�。�3）曲軸軸向竄動(dòng)。

　�。�4）柱塞連接卡子松動(dòng)。

　　（5）曲軸箱內(nèi)部故障等等。

　　小結(jié)。

　　泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，除了易損件正常磨損需要更換維修外，最主要是曲軸箱內(nèi)部故障的避免，這種故障可能會造成燒瓦，拉缸現(xiàn)象的發(fā)生，造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)事故，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備完全報(bào)廢。燒瓦的原因是多方面的，主要有：潤滑油黏度達(dá)不到要求；潤滑油內(nèi)存在雜質(zhì)；潤滑油內(nèi)進(jìn)水乳化等。當(dāng)然曲軸與軸瓦間隙過大或過小；曲軸軸向軸承間隙過大或過小；連桿變形等等，也可能造成曲軸箱內(nèi)部故障。

　　失效分析的意義。

　　因?yàn)樽⑺�泵故障發(fā)生過事故，如導(dǎo)致電廠停電及水井水倒排（壓力下降所致）等，這種損失百萬元。目前只能根據(jù)電動(dòng)機(jī)及泵的超常變化情況及時(shí)修理來避免危險(xiǎn)，但這時(shí)已經(jīng)造成很多損失。泵損壞后的大修費(fèi)用，運(yùn)輸費(fèi)用等，如大量的泵配件更換會影響生產(chǎn)導(dǎo)致更多經(jīng)濟(jì)損失。

　　經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì)，每年每臺泵的綜合維修費(fèi)用平均在萬元左右，而大修造成停注每天大約在臺，少產(chǎn)油近，大概在元左右，還可能造成其他情況，如水井堵塞等。

　　研究注水泵的故障診斷是具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義的，既能保證設(shè)備的安全運(yùn)行，避免造成嚴(yán)重的事故，確保工人的人身安全；同時(shí)從經(jīng)濟(jì)效益來看，可以大大節(jié)省各種維修費(fèi)用等。

　　六，結(jié)論。

　　為了更好地開采現(xiàn)有地下儲油，保證日產(chǎn)石油量，必須保證注水站設(shè)備的長期，安全，可靠，高效地運(yùn)行。因此，對注水站的注水泵進(jìn)行故障分析研究，并采用現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的設(shè)備管理，提高生產(chǎn)效率，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。同時(shí)，通過故障診斷，及時(shí)地報(bào)告注水泵運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防設(shè)備突發(fā)性事故，確保日注水量，是實(shí)現(xiàn)注水站注水設(shè)備的現(xiàn)代化管理的必由之路。