注聚泵泵閥故障壓力診斷方法與提質(zhì)增效實(shí)踐

上海自動(dòng)化儀表有限公司為解決注聚泵泵閥故障壓力診斷依靠接觸式聽(tīng)力判斷和整體拆卸逐一檢查的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了由壓力表、表接頭、阻尼器、彎頭和定位器等組成的壓力診斷裝置， 根據(jù)注聚泵液力端的震動(dòng)，壓力表指針波動(dòng)情況準(zhǔn)確判斷出泵閥故障原因及具體部位?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，維修工時(shí)由5～6 h降至1 h，故障診斷準(zhǔn)確率由20%提高到100%，注聚時(shí)率由91.7%提升到99.2%，取得了良好的提質(zhì)增效效果。

1 技術(shù)介紹

聚合物驅(qū)是提高油藏非常終采收率的主要技術(shù)措施之一。自 20 世紀(jì) 50 年代末、60 年代初進(jìn)行室內(nèi)研究，1964礦場(chǎng)試驗(yàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，各油田已形成適合不同油藏的聚合物配制技術(shù)[1]。由動(dòng)力端和液力端組成的注聚泵在聚合物驅(qū)中有著至關(guān)重要的作用，既要滿(mǎn)足優(yōu)良的吸入性、對(duì)聚合物低剪切性、高泵效，又要滿(mǎn)足操作、維修簡(jiǎn)便的要求[2]。為達(dá)到使用要求，東北石油大學(xué)趙立新教授團(tuán)隊(duì)[3]對(duì)注聚泵過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)及材料進(jìn)行了改進(jìn)，單泵維修費(fèi)用下降；中國(guó)石油大學(xué)王旱祥教授團(tuán)隊(duì)[4]設(shè)計(jì)出注聚裝置各模塊高效協(xié)同運(yùn)行的連接方式及控制程序；周明陽(yáng)[5]對(duì)大慶油田第六采油廠(chǎng)三種聚合物入工藝進(jìn)行分析，找到了節(jié)能降耗的環(huán)節(jié)，注聚單耗減少了 0.06 kWh/m3；孔維海[6]應(yīng)用變頻技術(shù)控制注聚泵后，用電能耗下降了 30.9%；潘曉冬[7-8]、劉海霞等提出了注聚泵泵閥故障的判別及維修方法。

2 壓力診斷方法

常規(guī)的檢測(cè)方法有兩種：一種是接觸式聽(tīng)力判斷，即用合適的螺絲刀從泵體外側(cè)液力端總成“聽(tīng)”凡爾、彈簧的聲音來(lái)判斷故障部位，此種方法對(duì)操作人員的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)要求較高，故障部位判斷準(zhǔn)確率低于20%；一種是整體拆卸逐一檢查，將未損壞的部位逐一進(jìn)行檢查，工時(shí)長(zhǎng)達(dá)5~6 h。

2.1 壓力診斷裝置

壓力診斷裝置[9]主要由壓力表、表接頭、阻尼器、彎頭和定位器五部分組成注聚泵泵閥故障壓力診斷裝置示意圖見(jiàn)圖1。定位器內(nèi)部為通孔，其作用是將閥座環(huán)形空間內(nèi)的壓力引出；中段為內(nèi)側(cè)帶環(huán)型槽的厚壁螺母六方頭，其作用放置尼龍密封圈；兩側(cè)為外螺紋，分別與泵頭和彎頭連接，彎頭上端連接阻尼器和壓力表，阻尼器上有旋鈕，旋鈕打開(kāi)時(shí)壓力表顯示閥座工作壓力，彎頭底部設(shè)有放空閥。

2.2 工作原理

利用閥座環(huán)形空間能反映吸入和排出閥的工作壓力的特點(diǎn)，通過(guò)定位器將閥座環(huán)形空間的壓力引出顯示在壓力表上，與進(jìn)出口壓力對(duì)比，通過(guò)判斷壓力表指針變化，實(shí)現(xiàn)故障部位的精準(zhǔn)定位和檢修。

2.3 安裝操作

停泵放空后，拆下原閥座定位套。在泵閥故障壓力診斷裝置定位器環(huán)形槽內(nèi)部填裝密封墊，將定位器順時(shí)針旋入泵頭外側(cè)的閥座定位孔并擰緊，彎頭的壓帽對(duì)準(zhǔn)定位器，旋轉(zhuǎn)壓帽，使兩者連接，調(diào)整彎頭安裝方向?yàn)槌隹诔系拇怪卑惭b，緊固壓帽，阻尼器裝在彎頭的出口末端并擰緊，阻尼器調(diào)節(jié)螺釘方向朝外且與液力端泵頭外側(cè)端面平行。壓力表方向朝外且與液力端泵頭外側(cè)端面平行安裝，旋緊壓力表固定螺帽。

2.4 壓力診斷方法

注聚泵出現(xiàn)泵出口排量下降現(xiàn)象時(shí)，不停泵的狀態(tài)下，用平口螺絲刀逆時(shí)針擰開(kāi)泵閥壓力診斷裝置的阻尼器調(diào)節(jié)螺釘。根據(jù)壓力診斷裝置壓力表指針變化判斷泵閥故障原因及具體部位。

1） 檢測(cè)裝置顯示，壓力介于泵進(jìn)口和出口壓力值之間，且壓力表指針均勻地上下擺動(dòng)，可判斷該組泵閥吸入端和排除端均無(wú)損壞，泵閥工作正常。

2） 檢測(cè)裝置顯示，壓力接近泵進(jìn)口壓力值，且壓力表指針在進(jìn)口壓力值附近上下擺動(dòng)，可判斷為該組泵閥為吸入端泵閥彈簧斷。 3） 檢測(cè)裝置顯示，壓力接近泵出口壓力值，且壓力表指針在出口壓力值附近上下擺動(dòng)，可判斷該組泵閥為排出端泵閥彈簧斷。 4） 檢測(cè)裝置顯示，壓力接近泵進(jìn)口壓力值，且壓力表指針在小于正常值附近上下擺動(dòng)，可判斷為該組泵閥為吸入閥漏失。

5） 檢測(cè)裝置顯示，壓力接近泵出口壓力值，且壓力表指針在小于正常值附近上下擺動(dòng)，可判斷為該組泵閥為排出閥漏失。當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻率過(guò)高，壓力表指針變化不易觀(guān)察，可將注聚泵頻率下調(diào)至能清晰觀(guān)察壓力表指針變化為止，但不應(yīng)小于 15Hz，單次頻率下調(diào)的間隔不宜大于10 Hz，防止注入系統(tǒng)壓力波動(dòng)過(guò)大。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，在 12 臺(tái)五柱塞注聚泵現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，故障診斷準(zhǔn)確率由20%提高到100%。應(yīng)用前需4人用時(shí)5～6 h維修，注聚時(shí)率降至91.7%，應(yīng)用后只需2人用時(shí)1 h維修，注聚時(shí)率提升到 99.2%。單臺(tái)泵閥月均檢修 1 次，維修工時(shí)每臺(tái)節(jié)約 20 h/次，人工費(fèi)用每人 100 元/h，單泵年節(jié)約人工費(fèi)用 2.4 萬(wàn)元，12 臺(tái)注聚泵年累計(jì)節(jié)約人工費(fèi)用28.8萬(wàn)元。

4 結(jié)論

注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，根據(jù)注聚泵液力端的震動(dòng)，壓力表指針波動(dòng)情況準(zhǔn)確判斷出泵閥故障原因及具體部位，克服了人工“聽(tīng)診”和整體拆卸的不足；針對(duì)在役注聚泵吸入閥、排出閥彈簧和凡爾平均使用壽命為 20~30天的現(xiàn)狀，分析了常規(guī)診斷和維修方法的弊端，上海自動(dòng)化儀表有限公司提出了注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，維修工時(shí)由 5~6 h 降 至 1 h，故障診斷準(zhǔn)確率由 20%提高到 100%，注聚時(shí)率由91.7%提升到99.2%。