胡建新，徐建起，張偉

（1.中國石油華北油田分公司采油二廠物資裝備中心， 河北 霸州 065700）

（2.中國石油遼河油田公司油氣集輸公司， 遼寧 盤錦 124010）

（3.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司石油機械廠， 河北 任丘 062552）

隨著石油開發(fā)技術(shù)水平的不斷提升，柱塞式水泵的技術(shù)參數(shù)發(fā)生了明顯變化，以便充分適應不同場景下的使用要求。出于增強柱塞式注水泵使用性能的考量，除了進行日常維護管理工作外，還需要從多維度出發(fā)，做好技術(shù)改進工作，強化其運行的穩(wěn)定性，延長相關組件模塊的使用壽命，在保證正常生產(chǎn)的同時，減少設備費用投入，管控成本的支出，構(gòu)建現(xiàn)代高效的生產(chǎn)機制。

1 柱塞式注水泵概述

柱塞式注水泵主要由驅(qū)動裝置、柱塞、傳動裝置、泵體、排除閥等組成，在其運行的過程中，將機械能轉(zhuǎn)化為壓力，并通過傳動裝置直接作用于液面，借助于液面壓力的差值，實現(xiàn)液體的吸入及排出。與其他注水泵相比，柱塞式注水泵的使用場景更為廣泛，能夠滿足不同場景下的使用需求。近些年來，隨著技術(shù)能力的不斷提升，柱塞式注水泵在壓力、排量等方面有明顯進步，實現(xiàn)了由中低壓、小排量向高壓、大排量的轉(zhuǎn)變，整體運行質(zhì)效得到提升[1]。以某油田為例，在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為保證石油開采活動的順利進行，其在油田內(nèi)設置75座注水泵站，實現(xiàn)日供水120000m3，考慮到供水量需求較大，壓力等級較高，該油田在生產(chǎn)過程中，使用柱塞式注水泵，借助于技術(shù)能力，實現(xiàn)高壓、大排量生產(chǎn)體系的構(gòu)建，加之柱塞式注水通常只需一人進行操作，使用的人工較少，使用成本費用較低，對于石油生產(chǎn)企業(yè)的健康發(fā)展可產(chǎn)生積極作用。從實際效果看，柱塞式注水泵的使用，大幅度提升了作業(yè)效能，減少了生產(chǎn)能耗，是一種有效的油田生產(chǎn)模式。正是基于這種技術(shù)優(yōu)勢，柱塞式注水泵被廣泛應用于石油開采領域，逐漸成為主流的壓力控制設備。

2 柱塞式注水泵主要問題

從實際情況看，柱塞式注水泵盡管在技術(shù)參數(shù)方面有了較大提升，壓力、流量基本可滿足使用需求，但仍存在易損件壽命短等問題?；谶@種實際，技術(shù)人員在開展技術(shù)改進與應用活動前，需要對目前柱塞式注水泵存在的主要問題進行梳理，形成系統(tǒng)全面的認知，進而為后續(xù)技術(shù)活動的開展提供參考。

從相關研究機構(gòu)公布的數(shù)據(jù)看，柱塞式注水泵在使用中，出現(xiàn)泵閥故障以及柱塞損傷的機率較高。具體為，柱塞式注水泵運行過程中，因各種故障及損壞的影響，造成設備使用壽命較短。以某油田柱塞式注水泵為例，在柱塞式注水泵使用過程中，根據(jù)《往復式注水泵技術(shù)規(guī)范》的相關規(guī)定，確定排出壓力控制在20MPa以下，在這種情況下，結(jié)合相關組件模塊的設計參數(shù)，柱塞式注水泵柱塞的額定使用壽命應為1300h，填料的額定使用壽命應為1400h，泵閥平穩(wěn)運行額定使用壽命1600h[2]。但實際情況是，該油田柱塞式注水泵各組件模塊的實際壽命大幅度縮短，柱塞的實際使用壽命為650～850h，填料的實際使用壽命為400～500h，泵閥平穩(wěn)運行實際使用壽命為340～400h。造成柱塞式注水泵主要模塊組件使用壽命縮短，設備運行質(zhì)效下降的原因是多方面的。柱塞式注水泵部分結(jié)構(gòu)無法滿足回注污水的處理要求，由于石油開采的特殊性，導致柱塞式注水泵的填料被生產(chǎn)廢水所包圍，廢水中含有大量的腐蝕性物質(zhì)，加之缺乏相應的隔離處理，使得柱塞式注水泵填料磨損較嚴重，當廢水中含有較大顆粒的物質(zhì)時，柱塞式注水泵填料無法對相關組件進行密封，造成閥體或者閥芯漏水，進而引發(fā)柱塞式注水泵泵閥故障的發(fā)生[3]。除了回污處理不夠科學之外，柱塞式注水泵在柱塞以及泵閥選材方面存在著一定的誤區(qū)。從相關研究團隊提供的試驗數(shù)據(jù)看，柱塞式注水泵的基材以鋼為主，并噴涂相應的材料，旨在保障柱塞式注水泵結(jié)構(gòu)強度的同時，最大程度地延長組件模塊的使用壽命，延緩銹蝕速度。但從實際情況看，大多數(shù)柱塞式注水泵未進行科學的選材，導致柱塞以及泵閥在使用過程中，受到廢水的侵蝕，結(jié)構(gòu)強度與密封性持續(xù)下降，最終造成設備故障，無法滿足實際的使用需求。

3 柱塞式注水泵技術(shù)改進與應用

柱塞式注水泵的改進與應用有必要從多角度出發(fā)，積極轉(zhuǎn)變技術(shù)思路，創(chuàng)新改進手段，通過相關技術(shù)手段的應用，做好柱塞式注水泵的改進工作，通過這種方式，增強其實際工作質(zhì)效，充分滿足使用需求。

3.1 柱塞式注水泵填料密封結(jié)構(gòu)的改進

為不斷提升柱塞式注水泵的密封性，改進填料使用環(huán)節(jié)中存在的問題，技術(shù)人員在實際改進過程中，可以從柱塞密封隔離以及填料材料改進兩個維度出發(fā)，系統(tǒng)做好柱塞式注水泵技術(shù)改進工作。具體為，技術(shù)人員在改進環(huán)節(jié)，以科學性、實用性為導向，在柱塞式注水泵內(nèi)的密封函體結(jié)構(gòu)內(nèi)，增加密封介質(zhì)，出于保證柱塞式注水泵運行高效性的考量，技術(shù)人員還有必要在密封介質(zhì)上部加設潤滑油罐，并通過取壓管道對柱塞式注水泵介質(zhì)腔以及輸送介質(zhì)進行連接，確保兩者之間的壓力平衡，通過這種方式，有效提升柱塞式注水泵密封腔與柱塞之間的潤滑屬性，減少二者之間的摩擦，在保障柱塞式注水泵運行效率的同時，減少易損件的磨損，延長其使用壽命，為后續(xù)的設備檢修、管理以及維護奠定堅實基礎[4]。填料材料改進中，技術(shù)人員可使用SD5以及芳綸纖維矩形盤根，通過這種材料性質(zhì)的改進，能夠有效增強柱塞式注水泵填料、阻流隔環(huán)以及補償彈簧之間的自我調(diào)整能力以及自我補償能力，以此不斷提升柱塞式注水泵填料的密封性。

3.2 柱塞式注水泵噴涂材料與連接方式的改進

柱塞式注水泵噴涂材料與連接方式的改進涉及多個層面的內(nèi)容，為保證改進與應用效果，技術(shù)人員在實際改進環(huán)節(jié)，需要結(jié)合以往有益經(jīng)驗，依托現(xiàn)有技術(shù)手段，積極創(chuàng)新噴涂材料改進與柱塞自動調(diào)心方案，達到延長柱塞式注水泵使用壽命，減少設備故障的目的。在實際改進環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要從結(jié)構(gòu)強度以及耐腐蝕兩方面，進行相應的噴涂材料選型工作。如根據(jù)柱塞式注水泵的使用場景及服務對象，噴涂材料的變形量應當超過8%，硬度應超過1000HV，通過有針對性的涂料選型，使整個柱塞式注水泵的耐腐蝕度以及抗腐蝕性大大提升，從而大幅度增強柱塞式注水泵的使用壽命以及運行效率[5]。在完成柱塞噴涂材料的改進后，技術(shù)人員還可通過柱塞自動調(diào)心技術(shù)，將柱塞與連接組件之間的連接結(jié)構(gòu)進行改進，形成復式卡環(huán)連接，通過這種方式，使得連接桿與柱塞之間保持一定程度的偏心，使得柱塞在運動過程中始終保持直線運動，從而減少柱塞與其他組件之間的摩擦，從而達到延長柱塞使用壽命，保證其運行質(zhì)效的目的，對于整個柱塞式注水泵的科學高效運轉(zhuǎn)有著極大的益處。

4 結(jié)語

柱塞式注水泵技術(shù)在實際生產(chǎn)中發(fā)揮著關鍵作用，提升了油田開采的整體水平，實現(xiàn)石油資源的充足穩(wěn)定供應。為進一步提升柱塞式注水泵的實用性，本文立足于實際，從多角度出發(fā)，扎實做好技術(shù)改進與應用工作。通過這種方式，不斷強化柱塞式注水泵在石油開發(fā)中的作用，逐步實現(xiàn)技術(shù)手段的升級，構(gòu)建現(xiàn)代、高效的油田生產(chǎn)機制。