魏崢 黃海 張超

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，埕海油田發(fā)展到了新的階段，加強(qiáng)了多級(jí)離心泵的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)向油田地層注水的目的，并對(duì)地層能量進(jìn)行補(bǔ)充，促進(jìn)地層原油整體采收率提高。然而在應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一定的故障，難以提高工作可靠性，不利于油田注水工作的開(kāi)展，所以在本次研究中，主要對(duì)埕海油田注水泵工作的可靠性進(jìn)行分析。

Abstract： With the continuous development of society， the Chenghai Oilfield has developed to a new stage， and the application of multi-stage centrifugal pumps has been strengthened to achieve the purpose of injecting water into the formation of the oilfield， supplementing the formation energy and improving the overall oil recovery rate. However， in the application process， there will be certain failures， so it is difficult to improve the reliability of the work， which is not conducive to the development of water injection in the oil field. Therefore， in this study， the reliability of the water injection pump in the Chenghai oil field was mainly analyzed.

關(guān)鍵詞：埕海油田;注水泵;工作可靠性

Key words： Chenghai Oilfield;water injection pump;working reliability

中圖分類號(hào)：TE934? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）11-0200-02

0? 引言

最初的注采并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)同步性，不同的采油井都出現(xiàn)了各種類型的停噴，使得產(chǎn)量逐漸降低，長(zhǎng)時(shí)間如此，就會(huì)導(dǎo)致油井完全地停噴，并且發(fā)生地層塌陷的現(xiàn)象，所以，需要深入研究注水?dāng)U容的問(wèn)題，注水受到限制的原因是因?yàn)樽⑺枚啻纬霈F(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致的。

1? 埕海油田注水泵現(xiàn)狀

從埕海油田注水泵的改造基礎(chǔ)來(lái)看，埕海油田注水井的數(shù)量是從最初的幾口向更多增加的，隨之，注水需求量也是逐漸增多的，所有的注水井實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)注之后，會(huì)使得地層的壓力以最快的速度增長(zhǎng)。

1.1 分析機(jī)械密封性的故障根源

1.1.1 分析楔形抱軸器出現(xiàn)多次松動(dòng)的誘因

主要受到以下幾個(gè)因素的影響：一是，安裝或者是調(diào)整楔形抱軸器的時(shí)候，需要比較復(fù)雜的技術(shù)，同時(shí)，要在兩個(gè)人的配合下，選擇兩套塞尺，并且擰緊所有的帶錐度部件，在這一過(guò)程中，要確保鎖緊環(huán)之間的距離一樣，中間的誤差要在0.2mm范圍內(nèi);二是，緊固楔形抱軸器選擇的螺釘是A2-70，其缺乏足夠的強(qiáng)度;三是，楔形類型的抱軸器緊固螺釘在選擇擰緊力矩的時(shí)候沒(méi)有一樣的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.2 分析后鎖緊環(huán)裂紋出現(xiàn)的誘因

一是，對(duì)于后鎖緊環(huán)的裂紋問(wèn)題來(lái)說(shuō)，主要是因?yàn)榫чg腐蝕和疲勞應(yīng)力導(dǎo)致的，楔形抱軸器主要是在17-4PH類型的不銹鋼材料作用下實(shí)現(xiàn)的，這一類型的材料是在銅和鈮等材料的作用下組成的。這一類型的不銹鋼材料的抗腐蝕性與奧氏體的不銹鋼材料是一致的，這一類型的合金在靜態(tài)海水當(dāng)中很容易垂涎蝕損性問(wèn)題。除此之外，后鎖緊環(huán)是在切削鉆孔的攻絲作用下，破壞金相組織，使得腐蝕問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。楔形抱軸器主要在轉(zhuǎn)矩的傳輸過(guò)程中應(yīng)用，同時(shí)，避免軸套相對(duì)軸出現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)。所以，其就出現(xiàn)了疲勞應(yīng)力，使得晶間腐蝕問(wèn)題發(fā)生;二是，楔形抱軸器前后鎖緊環(huán)缺乏足夠的強(qiáng)度，特別是螺紋孔后鎖的緊環(huán)，各種類型的斷裂問(wèn)題都是在螺栓孔周圍出現(xiàn)的，以至于裂紋問(wèn)題發(fā)生。

1.2 分析機(jī)械密封性多次故障發(fā)生的誘因

機(jī)械密封總是出現(xiàn)一定的故障問(wèn)題。離心泵在運(yùn)行過(guò)程中，選擇的是集裝類型的機(jī)械密封，這一類型的機(jī)械密封是內(nèi)裝和靜止式以及多彈簧等。密封沖洗的方法一般選擇的是API682 Plan11;將密封介質(zhì)確定成為納濾海水;摩擦副材質(zhì)屬于同一類型的對(duì)燒結(jié)碳化硅進(jìn)行反應(yīng)的介質(zhì);在傳動(dòng)環(huán)方面是指楔形的抱軸器。從開(kāi)始使用多級(jí)離心泵開(kāi)始，機(jī)械密封多次發(fā)生故障，其中楔類型的抱軸器出現(xiàn)一定的松動(dòng)性，楔形的抱軸器后鎖緊環(huán)有裂紋或者是斷裂問(wèn)題發(fā)生，并且多次出現(xiàn)了摩擦副失效和滲水的問(wèn)題。當(dāng)能夠在第一時(shí)間看出存在的故障問(wèn)題，就能夠通緊固楔形的抱軸器，并對(duì)螺釘進(jìn)行緊固，實(shí)現(xiàn)再次裝配，防止擴(kuò)大故障。如果發(fā)現(xiàn)不夠及時(shí)的話，那么輕的話，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械的密封整體性遭受損壞，嚴(yán)重的情況下，就會(huì)使得多級(jí)離心泵的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)整體性的報(bào)廢問(wèn)題，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 摩擦副失效的因素分析

使用原機(jī)械密封摩擦副反應(yīng)燒結(jié)碳的化硅，這是一種硬對(duì)硬組合，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間是符合的，具有顆粒介質(zhì)性和高黏度介質(zhì)性，如果是在高壓的情況下，就必須選擇硬對(duì)硬的材料進(jìn)行組對(duì)。除此之外，還要做出一些規(guī)定，不然就要選擇SiC/SiC進(jìn)行組對(duì)，如果認(rèn)可的話，就要選擇SSSiC和RBSiC以及硬質(zhì)合金組對(duì)。然而該組合還有很多不足之處。一是，雙反應(yīng)的燒結(jié)碳化類型硅密封在市場(chǎng)的浮動(dòng)價(jià)格非常高;二是，摩擦學(xué)不支持選擇一樣的兩種材料進(jìn)行摩擦和接觸。所以，總是選擇窄面反應(yīng)燒結(jié)碳化硅處理寬面燒結(jié)碳的化硅。需要注重實(shí)用性，例如耐腐蝕性以及增長(zhǎng)性的庫(kù)存成本，進(jìn)而導(dǎo)致該組合沒(méi)有得到大眾的認(rèn)可;三是，硬對(duì)硬的組合分析，當(dāng)楔形抱軸器出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象的話，就會(huì)使得摩擦副反復(fù)沖擊問(wèn)題出現(xiàn)，使得碎裂現(xiàn)象發(fā)生。

1.4 滑油冷卻器出現(xiàn)多次腐蝕性的穿孔問(wèn)題

對(duì)于冷卻器來(lái)說(shuō)，這是GLC類型的列管式的冷卻器，選擇的管束材質(zhì)是指鋁黃銅，殼體是指316的不銹鋼材料。冷卻海水是走的管程，而潤(rùn)滑油則是走的殼程。這一類型的冷卻器如果是在油田當(dāng)中的話，那么其使用的平均壽命也就只有4個(gè)月，不管是哪種類型的故障都是內(nèi)部管束銅管的腐蝕穿孔。因?yàn)榛驮谶\(yùn)行期間的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷卻水的壓力，很難發(fā)現(xiàn)穿孔問(wèn)題。當(dāng)能夠在比較早的時(shí)間發(fā)現(xiàn)穿孔問(wèn)題的話，只是損失的一些滑油。當(dāng)觀察到的時(shí)間比較晚的話，海水就會(huì)向泵組之前或者是之后的軸承箱置入，導(dǎo)致泵組軸承箱發(fā)生一系列損壞問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究可以看出，冷卻器出現(xiàn)頻繁性的腐蝕穿孔問(wèn)題的誘因表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是，冷卻器管束材質(zhì)是指HA177-2，這屬于比較突出的一種鋁黃銅材料，使用期間，脫鋅和腐蝕性的破裂傾向非常明顯，在海水環(huán)境當(dāng)中總是有腐蝕穿孔問(wèn)題出現(xiàn)。二是，列管類型的油冷卻器在機(jī)械脹管技術(shù)的作用對(duì)管束和管板之間的間隙進(jìn)行消除，發(fā)揮密封以及防拉脫的效果。

1.5 軸承箱軸承隔離器出現(xiàn)漏油問(wèn)題

在注水泵的前面和后面的軸承箱都選擇的是動(dòng)環(huán)和靜環(huán)以及動(dòng)環(huán)型圈所組成的補(bǔ)償類型的軸承隔離器，這是一種非接觸性的動(dòng)密封材料。因?yàn)閯?dòng)環(huán)以及靜環(huán)之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)性的，這一補(bǔ)償環(huán)很容易在高溫和高速以及高振動(dòng)的環(huán)境中出現(xiàn)磨損問(wèn)題，使得軸承箱開(kāi)始漏油，具體的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)的使用壽命低。

2? 改造埕海油田的方案以及效果分析

2.1 優(yōu)化摩擦副的問(wèn)題

在摩擦副的問(wèn)題上，一般選擇軟對(duì)硬，也就是無(wú)壓燒結(jié)碳化硅和碳石墨兩種材料，這是應(yīng)用比較好的一些材料。一般來(lái)說(shuō)，非補(bǔ)償環(huán)主要選擇的是無(wú)壓類型的燒結(jié)碳化硅，也就是人們所說(shuō)的硬環(huán)材料，或者是碳石墨的選擇，即軟環(huán)材料，具有很大的優(yōu)勢(shì)。一是，油田注水從傳統(tǒng)的過(guò)濾水向納濾水進(jìn)行轉(zhuǎn)變，納濾水當(dāng)中沒(méi)有任何固體性的顆粒。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即耐清水和油以及其他類型的弱腐蝕性的介質(zhì)機(jī)械密封宜選擇硬對(duì)軟這一方法，常用組會(huì)針對(duì)材料的有碳化硅產(chǎn)生碳石墨和和碳化鎢。所以，軟對(duì)硬組合能夠和相關(guān)要求之間相滿足;二是，沒(méi)有壓力燒結(jié)碳化硅和碳石墨自潤(rùn)滑性之間的對(duì)比，前者非常好，同時(shí)，明顯比反應(yīng)燒結(jié)的碳化硅優(yōu)的多，因此會(huì)降低機(jī)械密封整體性的價(jià)格。

2.2 優(yōu)化機(jī)械密封性的故障問(wèn)題

2.2.1 針對(duì)楔形抱軸器松動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行處理

一是，對(duì)楔形抱軸器的構(gòu)造進(jìn)行簡(jiǎn)化，有效融合前鎖緊環(huán)以及開(kāi)口楔形環(huán)，將部件的數(shù)量進(jìn)行縮減，不但能夠減少楔形抱軸器在安裝過(guò)程中的難度，同時(shí)還能防止更多的人為安裝所帶來(lái)的影響，能夠促進(jìn)機(jī)械密封穩(wěn)定性提高;二是，對(duì)于緊固性的螺釘材質(zhì)來(lái)說(shuō)，要進(jìn)行一定的更換，還需要對(duì)緊固類型的螺釘規(guī)格進(jìn)行更換，從M8向M10轉(zhuǎn)變。

2.2.2 優(yōu)化楔形抱軸器后鎖緊環(huán)的策略

一是，需要對(duì)楔形類型的抱軸器材質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從不銹鋼材質(zhì)向雙相的不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在很多環(huán)境中，抗腐蝕特性非常好，能夠很好地抵抗隙腐蝕，雙相鋼材料的強(qiáng)度非常高，同時(shí)，其抗腐蝕性的能力也比較高，疲勞強(qiáng)度更大，很多加工設(shè)備都受到受腐蝕的條件以及加載循環(huán)影響;二是，需要在簡(jiǎn)化楔形的抱軸器結(jié)構(gòu)的前提下，對(duì)后鎖緊環(huán)厚度進(jìn)行增加，開(kāi)口類型的楔形環(huán)的寬度得到增加，同時(shí)，前鎖緊環(huán)的厚度也得到一定的增加，提高楔形抱軸器的強(qiáng)度，降低鎖緊環(huán)應(yīng)用期間的變形幾率。

2.3 風(fēng)冷類型的散熱器取代水冷類型的冷卻器

2.3.1 選擇風(fēng)冷類型的散熱器

在這一過(guò)程中，需要注重列管類型的冷卻器穿孔，很難在第一時(shí)間看出，脹管密封技術(shù)缺乏可靠性，因此，在選擇風(fēng)冷類型的散熱器取代原水冷類型的冷卻器，主要有以下幾種方法：經(jīng)過(guò)具體的測(cè)量，注水泵出現(xiàn)負(fù)荷的時(shí)候，需要對(duì)水冷器進(jìn)行啟動(dòng)，此時(shí)需要將油箱油溫控制在40℃，經(jīng)過(guò)冷卻之后，降到25℃;在停用水冷的冷卻器中，需要將油箱油溫保持在45℃左右，確保軸承箱溫度，比完工文件的報(bào)警值低很多。稀油站循環(huán)油泵流量一般為每分鐘25L，潤(rùn)滑油的發(fā)熱功率一般看做是水冷卻功率。在相關(guān)人員所提供的一些曲線表的作用下，運(yùn)用風(fēng)冷類型的散熱器。這一散熱器主要是指翅片類型的散熱器和冷卻風(fēng)扇等。

2.3.2 改造軸承箱的隔離器

新的軸承隔離器主要是在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)等部件下構(gòu)成的，在動(dòng)環(huán)以及靜環(huán)迷宮類型的密封結(jié)構(gòu)下密封，這是非接觸性的一種動(dòng)密封材料。和補(bǔ)償環(huán)類型的軸承隔離器之間進(jìn)行比較，沒(méi)有對(duì)補(bǔ)償環(huán)接觸性的磨損進(jìn)行設(shè)置，在同樣的情況下使用的壽命比較長(zhǎng)，因此，需要加強(qiáng)這一問(wèn)題的研究。

3? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在優(yōu)化并改造機(jī)械性的密封之后，抱軸器并沒(méi)有松動(dòng)問(wèn)題出現(xiàn)，單一泵組的機(jī)械密封發(fā)生故障的幾率不斷降低，同時(shí)，都是在摩擦副的磨損作用下出現(xiàn)的;滑油冷卻器主要時(shí)從水冷式向風(fēng)冷式進(jìn)行改變，水冷類型的冷卻器出現(xiàn)腐蝕性的穿孔問(wèn)題，并且得到了有效處理，這一風(fēng)冷式的冷卻器所出現(xiàn)的冷卻效果可能夠確保熱天的時(shí)候注水泵組運(yùn)行的正常性，在改造軸承隔離器之后，軸承箱多次漏油問(wèn)題得到了優(yōu)化處理，延長(zhǎng)了軸承隔離器使用的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]邊江.油田注水泵節(jié)能降耗技術(shù)研究[J].化學(xué)工程與裝備，2019（09）：132-133.

[2]于興才，王普軍，周忠軍.油田注水泵站簡(jiǎn)化、優(yōu)化工藝流程的探討[J].化工管理，2019（19）：198.

[3]孫瑞.油田注水站注水泵單耗的影響因素及對(duì)策分析[J].化工管理，2019（12）：147-148.

[4]程顥，馮建設(shè)，楊會(huì)豐，王曼，付福興.基于激光熔覆的長(zhǎng)慶油田注水泵組合閥修復(fù)技術(shù)研究[J].熱加工工藝，2018，47（14）：138-140，144.

[5]孫支林，劉濤，徐古林，楊孝剛，楊光喬.油田注水泵節(jié)能降耗技術(shù)研究及應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2018（06）：157-159.

[6]楊文禮，程顥.長(zhǎng)慶油田：注水泵再制造節(jié)約材料更換費(fèi)千萬(wàn)元[J].表面工程與再制造，2018，18（01）：51.