注聚泵泵閥故障壓力診斷方法與提質增效實踐

上海自動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力判斷和整體拆卸逐一檢查的問題。設計了由壓力表、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，壓力表指針波動情況準確判斷出泵閥故障原因及具體部位。現(xiàn)場應用后，維修工時由5～6 h降至1 h，故障診斷準確率由20%提高到100%，注聚時率由91.7%提升到99.2%，取得了良好的提質增效效果。

1 技術介紹

聚合物驅是提高油藏非常終采收率的主要技術措施之一。自 20 世紀 50 年代末、60 年代初進行室內研究，1964礦場試驗以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，各油田已形成適合不同油藏的聚合物配制技術[1]。由動力端和液力端組成的注聚泵在聚合物驅中有著至關重要的作用，既要滿足優(yōu)良的吸入性、對聚合物低剪切性、高泵效，又要滿足操作、維修簡便的要求[2]。為達到使用要求，東北石油大學趙立新教授團隊[3]對注聚泵過流部件的結構及材料進行了改進，單泵維修費用下降；中國石油大學王旱祥教授團隊[4]設計出注聚裝置各模塊高效協(xié)同運行的連接方式及控制程序；周明陽[5]對大慶油田第六采油廠三種聚合物入工藝進行分析，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]應用變頻技術控制注聚泵后，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)的檢測方法有兩種：一種是接觸式聽力判斷，即用合適的螺絲刀從泵體外側液力端總成“聽”凡爾、彈簧的聲音來判斷故障部位，此種方法對操作人員的現(xiàn)場經(jīng)驗要求較高，故障部位判斷準確率低于20%；一種是整體拆卸逐一檢查，將未損壞的部位逐一進行檢查，工時長達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圖1。定位器內部為通孔，其作用是將閥座環(huán)形空間內的壓力引出；中段為內側帶環(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，旋鈕打開時壓力表顯示閥座工作壓力，彎頭底部設有放空閥。

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，通過定位器將閥座環(huán)形空間的壓力引出顯示在壓力表上，與進出口壓力對比，通過判斷壓力表指針變化，實現(xiàn)故障部位的精準定位和檢修。

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)形槽內部填裝密封墊，將定位器順時針旋入泵頭外側的閥座定位孔并擰緊，彎頭的壓帽對準定位器，旋轉壓帽，使兩者連接，調整彎頭安裝方向為出口朝上的垂直安裝，緊固壓帽，阻尼器裝在彎頭的出口末端并擰緊，阻尼器調節(jié)螺釘方向朝外且與液力端泵頭外側端面平行。壓力表方向朝外且與液力端泵頭外側端面平行安裝，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，不停泵的狀態(tài)下，用平口螺絲刀逆時針擰開泵閥壓力診斷裝置的阻尼器調節(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） 檢測裝置顯示，壓力介于泵進口和出口壓力值之間，且壓力表指針均勻地上下擺動，可判斷該組泵閥吸入端和排除端均無損壞，泵閥工作正常。

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

5） 檢測裝置顯示，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，可判斷為該組泵閥為排出閥漏失。當電動機頻率過高，壓力表指針變化不易觀察，可將注聚泵頻率下調至能清晰觀察壓力表指針變化為止，但不應小于 15Hz，單次頻率下調的間隔不宜大于10 Hz，防止注入系統(tǒng)壓力波動過大。

3 現(xiàn)場應用

注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，在 12 臺五柱塞注聚泵現(xiàn)場應用，故障診斷準確率由20%提高到100%。應用前需4人用時5～6 h維修，注聚時率降至91.7%，應用后只需2人用時1 h維修，注聚時率提升到 99.2%。單臺泵閥月均檢修 1 次，維修工時每臺節(jié)約 20 h/次，人工費用每人 100 元/h，單泵年節(jié)約人工費用 2.4 萬元，12 臺注聚泵年累計節(jié)約人工費用28.8萬元。

4 結論

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，壓力表指針波動情況準確判斷出泵閥故障原因及具體部位，克服了人工“聽診”和整體拆卸的不足；針對在役注聚泵吸入閥、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)場應用后，維修工時由 5~6 h 降 至 1 h，故障診斷準確率由 20%提高到 100%，注聚時率由91.7%提升到99.2%。