朱益飛　肖志勇

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心）

油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用

朱益飛1肖志勇2

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心）

針對(duì)勝利油田孤東采油廠油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，提出了開(kāi)展油田油水混輸泵機(jī)組效率節(jié)能在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用課題。介紹了油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容、節(jié)能監(jiān)測(cè)工作原理與機(jī)組效率計(jì)算方法，以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用效果、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。實(shí)踐證明，該監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)試方法先進(jìn)、測(cè)試準(zhǔn)確度高、可操作性強(qiáng)，能完全滿(mǎn)足油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)油水混輸泵的節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)要求，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

油水混輸泵機(jī)組效率節(jié)能監(jiān)測(cè)研究應(yīng)用

目前勝利油田孤東采油廠共安裝油水混輸泵52臺(tái)，裝機(jī)總功率達(dá)3737kW。其中，離心泵14臺(tái)，裝機(jī)功率1354kW，螺桿油水混輸泵38臺(tái)，裝機(jī)功率2383kW，在用開(kāi)泵臺(tái)數(shù)保持在30臺(tái)左右。由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝條件和安裝地點(diǎn)多等因素的影響，采油廠油水混輸泵運(yùn)行效率監(jiān)測(cè)能力比較薄弱，造成監(jiān)測(cè)工作不能有效開(kāi)展，不能對(duì)在用油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行效率作出科學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行和節(jié)能降耗工作造成影響。另一方面，由于油水混輸泵輸送介質(zhì)含水、含砂以及連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等因素，造成油水混輸泵與其它泵相比故障率高、維修頻率高，且在運(yùn)行過(guò)程中閥門(mén)節(jié)流現(xiàn)象也較普遍，不能使油水混輸泵在高效區(qū)運(yùn)行。

針對(duì)油田生產(chǎn)中存在的上述實(shí)際問(wèn)題，提出了開(kāi)展油田油水混輸泵機(jī)組效率節(jié)能在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用課題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)儲(chǔ)備，提升節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)能力，完善油田整體節(jié)能監(jiān)測(cè)體系，優(yōu)化油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗。

1　主要研究?jī)?nèi)容

1.1技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)各油田主要利用HIOKI3169電參數(shù)測(cè)試儀對(duì)各聯(lián)合站原油外輸泵機(jī)組電運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，依據(jù)SY/T5264—2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法》中第六章原油集輸系統(tǒng)的測(cè)試與計(jì)算方法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算出輸油泵機(jī)組效率，并作出機(jī)組運(yùn)行狀況的科學(xué)評(píng)價(jià)［1］。而對(duì)油水混輸泵機(jī)組由于受監(jiān)測(cè)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝條件限制未能開(kāi)展有效節(jié)能監(jiān)測(cè)。

1.2研究?jī)?nèi)容

油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容有：

◇油水混輸泵排量測(cè)試方法；

◇油水混輸泵泵前、泵后壓力測(cè)試方法；

◇油水混輸泵機(jī)組監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)方案；

◇油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行效率測(cè)試計(jì)算方法。

現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x表計(jì)量準(zhǔn)確度均要求達(dá)到±1.0%，通過(guò)開(kāi)展研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，掌握油水混輸泵運(yùn)行效率在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2　節(jié)能監(jiān)測(cè)與機(jī)組效率計(jì)算

2.1監(jiān)測(cè)工作原理

1）測(cè)試依據(jù)：依據(jù)SY/T5264—2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法》中第六章原油集輸系統(tǒng)的測(cè)試與計(jì)算的要求開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

2）測(cè)試技術(shù)：油水混輸泵運(yùn)行效率監(jiān)測(cè)的技術(shù)難點(diǎn)主要在于泵實(shí)際排量的測(cè)量。測(cè)試介質(zhì)由于是一種混合物，對(duì)測(cè)試準(zhǔn)確度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，部分測(cè)試介質(zhì)除了油和水之外還含有氣。對(duì)于聯(lián)合站內(nèi)普遍采用的離心泵來(lái)說(shuō)一般不含氣，可采用便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)試泵實(shí)際排量。而接轉(zhuǎn)站、計(jì)量站的螺桿油水混輸泵的輸送介質(zhì)一般均含有氣，其泵實(shí)際排量不能采用流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，需要通過(guò)單井計(jì)量裝置計(jì)量統(tǒng)計(jì)獲得泵的實(shí)際排量，泵機(jī)組的各項(xiàng)電參數(shù)測(cè)試采用HIOKI3169電參數(shù)測(cè)試儀測(cè)試，利用精密壓力表對(duì)泵進(jìn)、出口壓力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄取。為確?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)正確安裝是關(guān)鍵，按照超聲波流量計(jì)測(cè)試技術(shù)要求選擇測(cè)試點(diǎn)，流量計(jì)測(cè)試探頭與管道相耦合；泵進(jìn)、出口壓力測(cè)試時(shí)由于振動(dòng)較大，應(yīng)安裝防震測(cè)試接頭，以防精密壓力表?yè)p壞；對(duì)于部分含少量氣體液量測(cè)量，應(yīng)以單井計(jì)量裝置計(jì)量數(shù)據(jù)作為泵的實(shí)際排量來(lái)計(jì)算。

2.2機(jī)組效率計(jì)算方法

式中：

η——油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行效率，%；

P1——油水混輸泵輸出壓力，MPa；

P2——油水混輸泵輸入壓力，MPa；

P入——電動(dòng)機(jī)輸入功率，kW；

Q——油水混輸泵實(shí)際排量，m3/h。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

按照制定的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)方案，于2014年7月組織開(kāi)展油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行效率監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用試驗(yàn)，共完成勝利油田孤東采油廠采二、采四、新灘試采礦現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試油水混輸泵（螺桿泵）效率19臺(tái)，取得了良好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用效果。9月和10月份又組織對(duì)各聯(lián)合站油水混輸泵（離心泵）監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用試驗(yàn)，共完成油氣集輸大隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試油水混輸泵效率14臺(tái)，取得了良好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用效果?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況如下：

1）螺桿泵測(cè)試［2-3］。從表1中可以看出，測(cè)試的19臺(tái)油水混輸泵平均機(jī)組效率為48.79%，平均功率因數(shù)為0.777，平均輸入功率為17.73kW，油水混輸泵機(jī)組效率在50%以下有13臺(tái)，占測(cè)試總量68%；50%～70%的有3臺(tái)，占16%；大于70%的有3臺(tái)，占16%。

2）離心泵測(cè)試。從表2中可以看出，測(cè)試的14臺(tái)油水混輸泵平均機(jī)組效率為46.66%，平均功率因數(shù)為0.756，平均輸入功率為30.35kW，油水混輸離心泵泵機(jī)組效率在45%以下有5臺(tái)，占測(cè)試總量的35.7%；大于45%的有9臺(tái)，占64.3%。

4　試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

2014年共完成油水混輸泵測(cè)試33臺(tái)次，其中離心泵機(jī)組效率測(cè)試14臺(tái)次，螺桿泵機(jī)組效率測(cè)試19臺(tái)次。測(cè)試結(jié)果表明，離心泵平均機(jī)組效率46.66%，平均機(jī)組單耗0.57kWh/m3，機(jī)組平均功率因數(shù)0.756，單臺(tái)離心泵機(jī)組效率最高為59.81%，最低為20.87%；螺桿泵平均機(jī)組效率48.79%，平均功率因數(shù)為0.777，單臺(tái)螺桿泵機(jī)組效率最高為85.83%，最低為16.45%。

表1　油水混輸螺桿泵效率測(cè)試匯總

通過(guò)開(kāi)展油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，掌握了油田油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的新技術(shù)和新方法，提升了油田節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田油水混輸泵機(jī)組運(yùn)行效率的在線(xiàn)檢測(cè)，更好地優(yōu)化掌握油水混輸泵的運(yùn)行狀態(tài)，提高了在用油水混輸泵的整體運(yùn)行效率和質(zhì)量。

表2　油水混輸離心泵效率測(cè)試匯總

5　效益分析

通過(guò)開(kāi)展油水混輸泵節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)有15臺(tái)次油水混輸泵機(jī)組效率較低（其中離心泵5臺(tái)次、螺桿泵10臺(tái)次，最低機(jī)組效率分別為20.87%和16.45%），通過(guò)分析低效原因，合理制定挖潛提效措施，確保油水混輸泵在高效區(qū)運(yùn)行。

按每臺(tái)油水混輸泵專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)費(fèi)用為1000元計(jì)算，技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心能測(cè)室全年共完成油水混輸泵專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)33臺(tái)次，則產(chǎn)生計(jì)量檢測(cè)效益為33000元。通過(guò)開(kāi)展油水混輸泵專(zhuān)項(xiàng)節(jié)能監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)年創(chuàng)測(cè)試效益3.3萬(wàn)余元。

通過(guò)開(kāi)展油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，解決了油田長(zhǎng)期以來(lái)油水混輸泵不能測(cè)試的技術(shù)難題。同時(shí)，提高了全廠用電設(shè)備管理水平，有利于優(yōu)化油水混輸泵整體運(yùn)行質(zhì)量，有利于企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理，提高了生產(chǎn)運(yùn)行管理質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6　結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)展油水混輸泵監(jiān)測(cè)技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，解決油田長(zhǎng)期以來(lái)油水混輸泵不能測(cè)試的技術(shù)難題和節(jié)能降耗瓶頸，對(duì)提高油田節(jié)能檢測(cè)技術(shù)能力、優(yōu)化油水混輸泵整體運(yùn)行質(zhì)量、提升油水混輸泵機(jī)組能源利用效率、改善部分油水混輸泵低效運(yùn)行現(xiàn)狀、實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗，具有十分重要的作用和效果。實(shí)踐證明，該監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)試方法先進(jìn)，測(cè)試準(zhǔn)確度高，可操作性強(qiáng)，能完全滿(mǎn)足油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)油水混輸泵的節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)要求，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］國(guó)家能源局.SY/T5264—2012油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2012.

［2］呂彥平，吳曉東，李遠(yuǎn)超.螺桿泵井系統(tǒng)效率分析模型及應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2006，28（1）：64-68.

［3］趙海麟.利用測(cè)試分析提高螺桿泵井系統(tǒng)效率［J］.石油石化節(jié)能，2013，3（6）：10-12.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.006

2014-12-06）

朱益飛，高級(jí)工程師，1989年畢業(yè)于華東石油學(xué)院（生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)），從事油田節(jié)能新技術(shù)新工藝研究開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營(yíng)市仙河鎮(zhèn)勝利油田孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心，257237。