納米涂層技術(shù)在注水泵上的應(yīng)用

（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414）

納米涂層技術(shù)在注水泵上的應(yīng)用

許 峰

（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414）

對(duì)注水泵中應(yīng)用CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層技術(shù)進(jìn)行了介紹和分析，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)踐證明，效果顯著。

CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層；注水泵；泵效

一、概述

油田注水過(guò)程是將合格介質(zhì)增壓后，向注入井分配的過(guò)程，此過(guò)程中消耗大量電能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注水系統(tǒng)月耗電6 000×104kW·h左右，占油田總耗電量的40%，是油田最大的生產(chǎn)耗電環(huán)節(jié)。因此，提高注水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低注水能耗，對(duì)于降低油田開(kāi)發(fā)成本具有重要的意義。

大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠現(xiàn)有注水站33座，注水泵133臺(tái)，運(yùn)行注水泵46臺(tái)。其中超期服役的就有59臺(tái)，普遍存在泵效偏低的問(wèn)題。主要原因是磨損引起泵效降低及回注水對(duì)注水設(shè)備的腐蝕。因此，提高泵件的耐磨性和抗腐蝕性成為解決問(wèn)題的首要途徑。經(jīng)調(diào)研，選用新型的CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層材料對(duì)注水泵進(jìn)行涂膜處理，可以提高泵效。

二、納米涂層技術(shù)應(yīng)用效果

在對(duì)南十三注水站1#注水泵三保時(shí)，進(jìn)行了CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層技術(shù)涂覆注水泵流道配件試驗(yàn)，取得了預(yù)期的效果。

1.CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）涂層硬度極高

具有很高的耐磨和抗腐蝕性能。平均洛氏硬度達(dá)到HR65以上。部件耐磨性和抗腐蝕性的提高不但保證了設(shè)備能長(zhǎng)久的處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，而且大修期也得到延長(zhǎng)，達(dá)到20 000h以上。

（2）涂層結(jié)合強(qiáng)度高

采用最先進(jìn)的超音速工藝，使涂層與基體材料實(shí)現(xiàn)了半冶金結(jié)合。結(jié)合強(qiáng)度超過(guò)70MPa。

（3）涂層厚度均勻可控

采用最先進(jìn)的涂覆工藝，涂層厚度可以控制在幾微米到幾毫米之間。另外采用機(jī)械手操作，保證了涂層的均勻性。

（4）涂層抗氣蝕性能良好

考慮到材料的抗氣蝕性不僅僅由其硬度決定，還取決于材料本身的韌性，所以在涂層材料中加入了金屬成分以提高材料的韌性。

（5）涂層表面粗糙度優(yōu)良

采用封孔劑進(jìn)行了二次處理，極大的改善了涂層的表面粗糙度，達(dá)到了設(shè)備運(yùn)行要求的參數(shù)。

涂覆CWC金屬陶瓷納米復(fù)合涂層前后如圖1所示。

圖1

2.應(yīng)用情況

注水泵涂膜：注水泵涂膜就是將注水泵的葉輪、導(dǎo)頁(yè)等流道部分金屬表面涂膜。2013年7月南十三注1號(hào)泵進(jìn)行涂膜處理后的第一次運(yùn)行，啟動(dòng)運(yùn)行良好。對(duì)比單耗下降0.21kW·h/m3，泵效由78.67%提高到83.29%，如表1所示。

表1 2013年注水泵涂膜效果對(duì)比表

三、效益評(píng)價(jià)

注水泵涂膜一臺(tái)6萬(wàn)元，按照單耗下降0.2kW·h/m3、注水泵注水量7 000m3/d計(jì)算，每臺(tái)注水泵日節(jié)電1 400kW·h，日節(jié)約電費(fèi)800元，需要75天收回成本。一年可節(jié)約資金近29萬(wàn)元。

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2014-06-10）