田曉龍 馬玉琴 李夢(mèng)潔 張保利(中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安710021)

隔膜泵故障分析和解決措施

田曉龍 馬玉琴 李夢(mèng)潔 張保利(中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安710021)

在采氣生產(chǎn)過(guò)程中，為防止井口及管線(xiàn)發(fā)生水合物堵塞，常用機(jī)械注入甲醇的方法來(lái)防止水合物的生成。本文主要介紹了隔膜泵的結(jié)構(gòu)特征、性能特點(diǎn)、應(yīng)用情況，并通過(guò)對(duì)隔膜泵現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，從根本上找出故障發(fā)生的原因，排除故障，解決了隔膜泵應(yīng)用及維修中存在問(wèn)題，對(duì)隔膜泵現(xiàn)場(chǎng)操作及維修保養(yǎng)具有一定的指導(dǎo)作用。

隔膜泵；故障排除；解決措施

從氣田大面積開(kāi)發(fā)以來(lái)，為防止井口和管線(xiàn)出現(xiàn)水合物堵塞現(xiàn)象，普遍使用了以柱塞注醇泵為機(jī)械加注甲醇的工藝方法來(lái)防止水合物的形成。

2006年以來(lái)，一種新的隔膜式計(jì)量泵首次被氣田所引進(jìn).，相繼各作業(yè)區(qū)開(kāi)展了該類(lèi)型隔膜泵的應(yīng)用及柱塞注醇泵的改造進(jìn)程。

1 泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 泵的結(jié)構(gòu)

隔膜泵主要由防爆電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)、泵頭、隔膜腔室、進(jìn)出口閥組等組成。對(duì)原有寧波柱塞泵的改造主要是更換了隔膜泵頭及附助系統(tǒng)。

1.2 工作原理

電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器與蝸桿連接，并帶動(dòng)蝸桿、N形軸運(yùn)轉(zhuǎn)，N形軸通過(guò)連桿帶動(dòng)柱塞徑向往復(fù)位移運(yùn)動(dòng)。當(dāng)柱塞向后移動(dòng)時(shí)，液壓腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，使膜片向后撓曲變形，介質(zhì)腔也產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)出口單向閥關(guān)閉，進(jìn)口單向閥打開(kāi)，介質(zhì)吸入介質(zhì)腔內(nèi)，柱塞至后始點(diǎn)時(shí)，吸液過(guò)程結(jié)束；當(dāng)柱塞向前移動(dòng)時(shí)，液壓腔中的液壓油推動(dòng)膜片向前撓曲變形，介質(zhì)腔容積減小，壓力加大，使進(jìn)口單向閥關(guān)閉，出口單向閥打開(kāi)，介質(zhì)排出介質(zhì)腔進(jìn)入出口管道，柱塞連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，泵即可連續(xù)輸送介質(zhì)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)該泵上部的調(diào)節(jié)手柄時(shí)，N形軸可使安裝于曲軸上的滑塊偏心量發(fā)生變化，使柱塞行程發(fā)生改變，可在0-100%范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)甲醇注入量。

2 隔膜泵運(yùn)行效果

（1）改造后的隔膜泵可以長(zhǎng)期連續(xù)使用，在零泄漏的工況下輸送甲醇，無(wú)有毒介質(zhì)揮發(fā)排放，泵房的空氣質(zhì)量明顯得到改善。

（2）所有易損件的更換不少于一年（包括柱塞、膜片、進(jìn)出口閥組、二閥組、柱塞密封件等），有效降低了生產(chǎn)維護(hù)成本。

（3）能以管道承壓為局限任意調(diào)節(jié)二閥組起跳壓力，控制泵的最高輸出壓力，提供了輸出壓力的二次超壓保護(hù)，提高了泵的安全系數(shù)及出口管線(xiàn)安全閥的報(bào)廢頻次，延長(zhǎng)校驗(yàn)周期。

（4）維修頻次較低，日常維護(hù)工作量大為減少，員工勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。

3 隔膜泵故障判斷及解決措施

3.1 低溫不上量

按照常見(jiàn)故障排除方法進(jìn)行故障解決后，經(jīng)試運(yùn)行，該泵可以建壓但不上量，故障仍未能排除。經(jīng)檢查，二閥組回油管出現(xiàn)液壓油冰柱，經(jīng)過(guò)清洗仍不上量，初步判斷為液壓平衡系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)油，致使液壓腔室無(wú)足夠液壓油補(bǔ)充，不能滿(mǎn)足正常調(diào)壓下的使用需求。

解決措施：L-HV32#抗磨液壓油的凝點(diǎn)為-30℃，對(duì)該泵更換32#液壓油后，滿(mǎn)足了使用要求。

3.2 二閥組失效導(dǎo)致無(wú)法建壓

依據(jù)常見(jiàn)故障進(jìn)行排除后，經(jīng)試運(yùn)行，仍然達(dá)不到使用要求。重新調(diào)整壓力平衡系統(tǒng)后，將二閥組調(diào)至最大工作壓力，仍不能達(dá)到使用要求。初步判斷為二閥組彈簧剛度變小，造成二閥組工作的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致隔膜泵壓力無(wú)法調(diào)整至使用要求。

解決措施：更換二閥組彈簧后，經(jīng)調(diào)試滿(mǎn)足使用要求。

3.3 流體破壞雙單向閥導(dǎo)致泵出口壓力不穩(wěn)

隔膜泵故障異常，出口壓力忽高忽低，無(wú)法穩(wěn)定。按照常見(jiàn)故障排除方法對(duì)出口閥組進(jìn)行了清洗，更換閥座一組，經(jīng)試運(yùn)行故障仍未排除。

解決措施：清潔隔膜泵進(jìn)口管線(xiàn)的“Y”型濾芯及進(jìn)出口閥組，更換出口閥組的5只受損墊片，經(jīng)調(diào)試壓力穩(wěn)定，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

3.4 液壓油持續(xù)損耗

泵補(bǔ)油池液壓油持續(xù)下降，進(jìn)行補(bǔ)加后，該現(xiàn)象依然存在，觀察無(wú)外漏、壓力正常、排量正常。

解決措施：更換膜片，將泵頭螺栓對(duì)稱(chēng)均勻受力安裝，輪流擰緊，測(cè)量法蘭間隙一致，泵頭無(wú)泄漏，觀察一個(gè)月，運(yùn)行正常。

3.5 低排量打壓困難

泵在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)高排量打壓正常上量，低排量無(wú)法打壓上量的情況。.

解決措施：更換補(bǔ)油閥座后，經(jīng)調(diào)試運(yùn)行正常。

4 運(yùn)行中的共性問(wèn)題

隔膜泵的使用，各集氣站普遍反映使用情況良好，維修頻次低，但存在低行程時(shí)不上量以及排量不易確定的問(wèn)題。

不同型號(hào)隔膜泵在不同地形應(yīng)用時(shí)排量與泵頭壓力有密切關(guān)系。管線(xiàn)無(wú)較大起伏，高程緩慢增加的氣井，隔膜泵建壓較為容易，行程調(diào)為10%時(shí)，可滿(mǎn)足現(xiàn)階段多數(shù)氣井注醇的壓力需求；管線(xiàn)有較大起伏，高程突然增大的氣井，隔膜泵建壓較為困難，行程調(diào)為30%時(shí)，可滿(mǎn)足多數(shù)氣井注醇?jí)毫Φ男枨蟆?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)多臺(tái)隔膜泵在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況分析，我們提出以下幾點(diǎn)建議，使其更好的應(yīng)用在生產(chǎn)過(guò)程中。

（1）加強(qiáng)隔膜泵輸送介質(zhì)（甲醇）的過(guò)濾，定期清潔進(jìn)口“Y”型過(guò)濾器，降低進(jìn)出口閥組的磨損，確保清潔介質(zhì)輸送。

（2）加強(qiáng)隔膜泵的操作管理，做到“0”排量啟泵，逐步上調(diào)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用要求，降低機(jī)件磨損及膜片沖擊和能耗消耗，避免不必要的損失。

（3）改進(jìn)變速箱與補(bǔ)油池的密封結(jié)構(gòu)，最好采用雙密封，降低因油封磨損或損壞而導(dǎo)致潤(rùn)滑油竄入液壓油補(bǔ)油池降低隔膜泵的輸送效率，同步降低該類(lèi)問(wèn)題的維修頻次。

（4）改進(jìn)隔膜泵頭與補(bǔ)油池的密封結(jié)構(gòu)，最好能在泵頭或補(bǔ)油池本身加裝密封部件，減少液壓油的漏失。

（5）加裝膜片破裂電子監(jiān)測(cè)裝置，提高故障的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，提高隔膜泵工藝運(yùn)行的可靠性。

田曉龍（1987-）男，漢族，甘肅慶陽(yáng)人，助理主辦，主要從事人力資源管理工作。