油水混輸泵監測技術的研究與應用

朱益飛　肖志勇

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術檢測中心）

油水混輸泵監測技術的研究與應用

朱益飛1肖志勇2

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術檢測中心）

針對勝利油田孤東采油廠油水混輸泵機組運行現狀和存在的問題，提出了開展油田油水混輸泵機組效率節能在線監測技術的研究與應用課題。介紹了油水混輸泵監測技術的主要研究內容、節能監測工作原理與機組效率計算方法，以及現場應用情況，并對現場試驗應用效果、經濟效益和社會效益進行了評價分析。實踐證明，該監測技術測試方法先進、測試準確度高、可操作性強，能完全滿足油田生產現場油水混輸泵的節能監測技術要求，具有良好的推廣應用價值。

油水混輸泵機組效率節能監測研究應用

目前勝利油田孤東采油廠共安裝油水混輸泵52臺，裝機總功率達3737kW。其中，離心泵14臺，裝機功率1354kW，螺桿油水混輸泵38臺，裝機功率2383kW，在用開泵臺數保持在30臺左右。由于生產現場工藝條件和安裝地點多等因素的影響，采油廠油水混輸泵運行效率監測能力比較薄弱，造成監測工作不能有效開展，不能對在用油水混輸泵機組運行效率作出科學評價，對優化生產運行和節能降耗工作造成影響。另一方面，由于油水混輸泵輸送介質含水、含砂以及連續運行時間長等因素，造成油水混輸泵與其它泵相比故障率高、維修頻率高，且在運行過程中閥門節流現象也較普遍，不能使油水混輸泵在高效區運行。

針對油田生產中存在的上述實際問題，提出了開展油田油水混輸泵機組效率節能在線監測技術的研究與應用課題，實現節能監測技術儲備，提升節能監測技術能力，完善油田整體節能監測體系，優化油水混輸泵機組運行，實現企業節能降耗。

1　主要研究內容

1.1技術現狀

目前國內各油田主要利用HIOKI3169電參數測試儀對各聯合站原油外輸泵機組電運行參數進行監測，依據SY/T5264—2012《油田生產系統能耗測試和計算方法》中第六章原油集輸系統的測試與計算方法，根據現場測試計算出輸油泵機組效率，并作出機組運行狀況的科學評價［1］。而對油水混輸泵機組由于受監測技術和現場生產工藝條件限制未能開展有效節能監測。

1.2研究內容

油水混輸泵監測技術主要研究內容有：

◇油水混輸泵排量測試方法；

◇油水混輸泵泵前、泵后壓力測試方法；

◇油水混輸泵機組監測技術設計方案；

◇油水混輸泵機組運行效率測試計算方法。

現場各監測計量儀表計量準確度均要求達到±1.0%，通過開展研究與現場應用試驗，掌握油水混輸泵運行效率在線監測技術。

2　節能監測與機組效率計算

2.1監測工作原理

1）測試依據：依據SY/T5264—2012《油田生產系統能耗測試和計算方法》中第六章原油集輸系統的測試與計算的要求開展現場測試。

2）測試技術：油水混輸泵運行效率監測的技術難點主要在于泵實際排量的測量。測試介質由于是一種混合物，對測試準確度產生嚴重影響，部分測試介質除了油和水之外還含有氣。對于聯合站內普遍采用的離心泵來說一般不含氣，可采用便攜式超聲波流量計測試泵實際排量。而接轉站、計量站的螺桿油水混輸泵的輸送介質一般均含有氣，其泵實際排量不能采用流量計進行現場測試，需要通過單井計量裝置計量統計獲得泵的實際排量，泵機組的各項電參數測試采用HIOKI3169電參數測試儀測試，利用精密壓力表對泵進、出口壓力進行現場錄取。為確保現場測試數據準確可靠，便攜式超聲波流量計測試現場正確安裝是關鍵，按照超聲波流量計測試技術要求選擇測試點，流量計測試探頭與管道相耦合；泵進、出口壓力測試時由于振動較大，應安裝防震測試接頭，以防精密壓力表損壞；對于部分含少量氣體液量測量，應以單井計量裝置計量數據作為泵的實際排量來計算。

2.2機組效率計算方法

式中：

η——油水混輸泵機組運行效率，%；

P1——油水混輸泵輸出壓力，MPa；

P2——油水混輸泵輸入壓力，MPa；

P入——電動機輸入功率，kW；

Q——油水混輸泵實際排量，m3/h。

3　現場應用情況

按照制定的現場測試技術方案，于2014年7月組織開展油水混輸泵機組運行效率監測技術現場測試應用試驗，共完成勝利油田孤東采油廠采二、采四、新灘試采礦現場測試油水混輸泵（螺桿泵）效率19臺，取得了良好現場測試應用效果。9月和10月份又組織對各聯合站油水混輸泵（離心泵）監測技術現場測試應用試驗，共完成油氣集輸大隊現場測試油水混輸泵效率14臺，取得了良好現場測試應用效果。現場測試情況如下：

1）螺桿泵測試［2-3］。從表1中可以看出，測試的19臺油水混輸泵平均機組效率為48.79%，平均功率因數為0.777，平均輸入功率為17.73kW，油水混輸泵機組效率在50%以下有13臺，占測試總量68%；50%～70%的有3臺，占16%；大于70%的有3臺，占16%。

2）離心泵測試。從表2中可以看出，測試的14臺油水混輸泵平均機組效率為46.66%，平均功率因數為0.756，平均輸入功率為30.35kW，油水混輸離心泵泵機組效率在45%以下有5臺，占測試總量的35.7%；大于45%的有9臺，占64.3%。

4　試驗效果評價

2014年共完成油水混輸泵測試33臺次，其中離心泵機組效率測試14臺次，螺桿泵機組效率測試19臺次。測試結果表明，離心泵平均機組效率46.66%，平均機組單耗0.57kWh/m3，機組平均功率因數0.756，單臺離心泵機組效率最高為59.81%，最低為20.87%；螺桿泵平均機組效率48.79%，平均功率因數為0.777，單臺螺桿泵機組效率最高為85.83%，最低為16.45%。

表1　油水混輸螺桿泵效率測試匯總

通過開展油水混輸泵監測技術的研究與應用，掌握了油田油水混輸泵監測技術的新技術和新方法，提升了油田節能監測技術能力，實現對油田油水混輸泵機組運行效率的在線檢測，更好地優化掌握油水混輸泵的運行狀態，提高了在用油水混輸泵的整體運行效率和質量。

表2　油水混輸離心泵效率測試匯總

5　效益分析

通過開展油水混輸泵節能監測技術的技術創新研究與現場應用，發現有15臺次油水混輸泵機組效率較低（其中離心泵5臺次、螺桿泵10臺次，最低機組效率分別為20.87%和16.45%），通過分析低效原因，合理制定挖潛提效措施，確保油水混輸泵在高效區運行。

按每臺油水混輸泵專項檢測費用為1000元計算，技術質量監督中心能測室全年共完成油水混輸泵專項檢測33臺次，則產生計量檢測效益為33000元。通過開展油水混輸泵專項節能監測，實現年創測試效益3.3萬余元。

通過開展油水混輸泵監測技術的技術創新研究與現場應用試驗，解決了油田長期以來油水混輸泵不能測試的技術難題。同時，提高了全廠用電設備管理水平，有利于優化油水混輸泵整體運行質量，有利于企業經營管理，提高了生產運行管理質量，具有良好的經濟效益和社會效益。

6　結束語

開展油水混輸泵監測技術的技術創新研究與現場應用，解決油田長期以來油水混輸泵不能測試的技術難題和節能降耗瓶頸，對提高油田節能檢測技術能力、優化油水混輸泵整體運行質量、提升油水混輸泵機組能源利用效率、改善部分油水混輸泵低效運行現狀、實現企業節能降耗，具有十分重要的作用和效果。實踐證明，該監測技術測試方法先進，測試準確度高，可操作性強，能完全滿足油田生產現場油水混輸泵的節能監測技術要求，具有良好的推廣應用價值。

［1］國家能源局.SY/T5264—2012油田生產系統能耗測試和計算方法［S］.北京：石油工業出版社，2012.

［2］呂彥平，吳曉東，李遠超.螺桿泵井系統效率分析模型及應用［J］.石油鉆采工藝，2006，28（1）：64-68.

［3］趙海麟.利用測試分析提高螺桿泵井系統效率［J］.石油石化節能，2013，3（6）：10-12.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.006

2014-12-06）

朱益飛，高級工程師，1989年畢業于華東石油學院（生產過程自動化專業），從事油田節能新技術新工藝研究開發與推廣應用工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營市仙河鎮勝利油田孤東采油廠技術質量監督中心，257237。