多級離心泵的常見故障及檢修

劉陳軍（萬華化學（寧波）有限公司，浙江 寧波 315812）

劉海鵬1裴志軍2李旭東2（1.中國石油集團東南亞管道有限公司，北京 朝陽 100028；2.中國石油天然氣集團長慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710201）

多級離心泵的常見故障及檢修

劉陳軍（萬華化學（寧波）有限公司，浙江 寧波 315812）

本文結合多級離心泵的特點，分析了多級離心泵的常見故障，并針對具體的故障探討了常見故障的檢修措施，旨在為相關多級離心泵的檢修與維護實踐提供參考。

多級離心泵；常見故障；檢修措施

1 多級離心泵結構特點分析

常用的多級離心泵主要有兩種形式，一種是節段式結構，一種是多級串聯式結構，下面對這兩種結構形式的特點和維修要點進行分析：①節段式結構：節段式結構每一級中的重要組成部分一個葉輪，其位于擴壓器殼體內，通過螺栓來連接連桿和擴壓器，通過固定桿固定各級串聯方式，節段式結構有著耐高壓、密封性好的特點，但需要注意的是，在維修的過程中，需要對進口管道進行拆卸，且拆卸裝配的難度相對較大［1］；②多級串聯式結構：多級串聯式結構指的是多級葉輪串聯而成的結構，其首級葉輪一般為雙吸式葉輪，其他各級葉輪為單吸式葉輪，對于溫度較高、容易產生氣蝕介質且流量較大的環境來說，應當采用多級串聯式離心泵。

2 多級離心泵常見故障分析

2.1 葉輪與口環故障

在氣蝕作用或吸入固體物質、金屬雜質作用下，多級離心泵的葉輪與葉片會受損導致出現故障。口環指的是密封環，在口環安裝的過程中，穿量不當可能導致口環磨損，從而產生故障，此外，葉輪背帽松動也會導致口環磨損，影響多級離心泵的正常運轉。

2.2 平衡裝置故障

對于多級離心泵來說，其平衡裝置主要包括平衡環裝置和平衡盤裝置，在多級離心泵長時間的運行狀態下，多級離心泵你的平衡環裝置和平衡盤裝置之間可能出現嚴重的磨損，有時磨損厚度可以達到2毫米以上，這對于多級離心泵裝置的正常運行有著嚴重的影響。

2.3 泵軸故障

泵軸中有著各類零件和元件，例如軸套、葉輪等，在多級離心泵運行的過程中，泵軸中的這些零件和元件都處于告訴運轉狀態，一旦泵軸出現彎曲偏差或同軸度偏差等問題，則會導致泵體振動頻發、泵軸零件元件出現彎曲等故障。

2.4 聯軸器間隙故障

對于多級離心泵來說，在運行的過程中很容易出現平衡盤裝置磨損的問題，這就使得轉子不斷沿著吸入口方向移動，且泵軸在熱脹冷縮的影響下，會導致聯軸器出現間隙，比超過標準值2-3毫米。

3 多級離心泵常見故障檢修探討

3.1 葉輪與口環故障檢修

葉輪故障主要指的是葉輪受損的故障，根據受損程度的不同可以采取不同的維修措施，首先對葉輪受損程度進行分析和評價，如果葉輪受損嚴重，則應當及時進行更換處理，保證多級離心泵運行的安全性和穩定性。對于口環故障來說，其主要指的是口環磨損故障，與葉輪故障檢修類似，口環故障檢修也應當根據受損程度的不同選擇不同的維修方式，如果口環磨損不嚴重，只發生輕微磨損，則對口環進行磨損修復即可，降低檢修成本，如果口環磨損嚴重，難以修復或修復成本大于口環價格，則應當對口環進行更換［2］。

3.2 平衡裝置故障維修措施

對于平衡裝置故障來說，如果平衡環和平衡盤磨損超過了2毫米，或者出現凹凸不平的狀況，則應當先進性補焊處理，維修磨損故障，之后對泵殼上的凹槽進行研磨，將3毫米后的聚四氟乙烯墊片加在平衡環與泵殼結合面的位置，這種檢修方式不僅能夠消除補焊處理后手工研磨導致的平面板凹凸不平的問題，同時所采用的墊片材料軟硬使用，在保證其正常運轉的基礎上還能夠防止磨損。如果平衡盤和平衡環的磨損程度超過了2毫米，磨損嚴重沒有維修價值的時候，則應當采取換新處理。

3.3 泵軸故障維修措施

對于泵軸故障來說，如果泵軸沒有出現較大的裂紋或十分嚴重的表面磨損，則應當采取有效的修復措施進行修復［3］。此外，泵軸的彎曲量只有小于0.06毫米才能夠保證泵軸正常工作，如果泵軸的彎曲量超過了0.06毫米，則應當采取校置維修措施，螺旋壓力機不加熱校直是最好的校直方法之一。

3.4 聯軸器間隙故障維修措施

對于多級離心泵來說，在運行的過程中，隨著平衡盤磨損的不斷嚴重，轉子會向吸入口方向進行移動，在檢修的過程中，應當對聯軸器的間隙進行合理的調整，由于泵軸會受到熱脹冷縮因素的影響，因此，根據相關檢修標準和檢修規定，聯軸器間隙應當比規定值高出2毫米到3毫米。

4 日常操作注意事項

首先，在開泵的過程中應當避免頻繁倒泵，防止泵的氣化，在輸送高溫液體的過程中，開泵前要進行暖泵操作，達到一定溫度后才能夠啟動泵；第二，在運行的過程中不能堵塞平衡管，為了實現對平衡管出口壓力的監測，應當將壓力表加裝到平衡管的高壓側，同時應當注意對多級離心泵振動、溫升等的檢查，必要時設置連鎖，保證超過設定值自動停泵，以此來保證多級離心泵運行的穩定和安全［4］；第三，多級離心泵長時間停止工作之后，泵軸受到轉子和葉輪的重力作用容易出現彎曲，因此應當定期進行盤泵，每次同方向轉動120度左右。

5 結語

綜上所述，多級離心泵結構有著一定的特點，其很容易出現故障，本文簡要分析了多級離心泵葉輪與口環故障、平衡裝置故障、泵軸故障以及聯軸器間隙故障，并提出了具體的檢修措施和日常操作注意事項，旨在為多級離心泵的維護和檢修實踐提供參考。

［1］杜剛，王雅萌.多級離心泵常見故障分析與維修［J］.石油化工設備，2009，S1：94-97.

［2］劉福玉，劉福磊，孫廣軍，張鳳霞.探討多級離心泵常見故障檢測與維修［J］.才智，2012，20：36.

［3］孫緒軍，李裕茂，馬英杰.淺談多級離心泵的檢修與維護［J］.山東工業技術，2014，20：17.

［4］趙志先.多級離心泵動力學分析與故障診斷研究［D］.哈爾濱工程大學，2013.

復合平衡雙驢頭抽油機的研究探討

劉海鵬1裴志軍2李旭東2（1.中國石油集團東南亞管道有限公司，北京 朝陽 100028；2.中國石油天然氣集團長慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710201）

摘要：雙驢頭抽油機現場使用時常出現以下問題：曲柄配重配置較大，減速器曲柄軸輸出凈扭矩出現負值，容易出現減速器打齒問題。關鍵受力部件驅動繩受力受力過大，使用時易出現驅動繩斷開、驅動繩鎖塊斷裂等多種故障和問題，嚴重影響采油施工安全和工作人員人身安全。因此，改進設計，改善其平衡方式，增加產品適應性和可靠性，改變整機受力狀態，提高使用壽命，降低能耗成為函待解決的問題。

關鍵詞：復合平衡；雙驢頭抽油機；研究；探討

在油田采油過程中，游梁式抽油機是目前普遍采用的機械采油裝備，雙驢頭抽油機是游梁式抽油機基本形式之一，其結構由動力機、減速器、支架、前驢頭、游梁體、后驢頭、連桿橫梁、曲柄及其配重、驅動繩等主要部分組成。雙驢頭抽油機是將常規機游梁與橫梁的鉸鏈連接，改為變徑圓弧的后驢頭、鋼絲繩與橫梁之間的軟連接，構成變參數四桿機構來傳遞運動和扭矩，克服了原機構的死角，增加游梁擺角，沖程提高20%～50%，由于采用變徑圓弧的游梁后臂，使其實現負載大時平衡力矩大，負載小時平衡力矩小的工作狀態。從而達到加強平衡，降低能耗的目的，節能最高可達35%左右，從而各大油田普遍使用。但是，雙驢頭抽油機采用純曲柄平衡方式，而且要達到最佳平衡效果，要在曲柄上配置較大的曲柄配重，經過長時間的應用后發現，該機型存在以下問題：由于曲柄配重配置較大，在使用過程中存在減速器曲柄軸輸出凈扭矩出現負值，在現場使用過程中，多次出現減速器打齒問題。關鍵受力部件驅動繩受力受力過大，全部的載荷都要通過驅動繩來傳遞，現場使用時多次出現驅動繩斷開、驅動繩鎖塊斷裂等多種故障和問題，嚴重影響了采油施工安全和工作人員人身安全。因此，改進設計，改善其平衡方式，增加產品適應性和可靠性，改變整機受力狀態，提高使用壽命，降低能耗成為函待解決的問題。

1 技術方案

為了解決以上技術問題，本文提出了復合平衡雙驢頭抽油機的設計理念，該抽油機將雙驢頭抽油機與彎游梁抽油機相結合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設計的優點，又通過增加游梁配重，變單純的曲柄平衡為復合平衡方式提高了整機的動平衡性能，減小甚至消除減速器曲柄軸輸出凈扭矩產生負值，減小驅動繩的受力狀況，提高整機使用壽命，降低工作能耗。

主要技術方案是：該種復合平衡雙驢頭抽油機，包括前驢頭、游梁體、驅動繩、連桿橫梁、曲柄、減速器、底座、剎車裝置、支架和曲柄配重塊，與常規的雙驢頭型抽油機相比，他的獨特之處在于后驢頭中部和下部制作成箱體結構，可向其中裝入比重較大的填充物作為游梁固定配重，小配重塊安裝在特制后驢頭的方格內，并通過安全銷固定，小配重塊的數量根據不同井況的不同需要可隨意增減，結構如圖1所示。

這樣設計的復合平衡雙驢頭抽油機對于雙驢頭抽油機其他部分設計保持不變，將雙驢頭抽油機與彎游梁抽油機相結合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設計的優點，而增加的部分方案簡單、加工工藝方便易行。既可降低常規雙驢頭游梁抽油機因采用純曲柄平衡而對驅動繩及減速器齒輪受力載荷不均和力矩不平衡產生循環沖擊載荷的危害，又可以減少整機運行時游梁體、機架及底座產生的振動，降低電機負載，提升雙驢頭抽油機整機性能，而且游梁平衡與曲柄平衡的復合平衡方式大大改善了整機動平衡性能，減小了電機在上下沖程過程中的負載不均，減少了懸點載荷對驅動繩、減速器齒輪等部件的沖擊，有效的降低了工作能耗。

圖1 復合平衡雙驢頭抽油機

2 具體實施方式

如圖1所示的復合平衡雙驢頭抽油機，包括前驢頭、游梁體、驅動繩、連桿橫梁、曲柄、減速器、底座、剎車裝置、支架和曲柄配重塊，減速器輸出端連接有曲柄，曲柄鉸接連桿橫梁，曲柄配重塊通過鎖緊螺栓和曲柄緊固連接，游梁體前端安裝有前驢頭，游梁體后端安裝特制后驢頭，特制后驢頭上部裝有驅動繩，驅動繩下部與連桿橫梁相連，其特征在于：所述的復合平衡雙驢頭抽油機還包括一個裝有小配重塊的特制后驢頭。

所述特制后驢頭中部和下部制作成箱體結構，可向其中裝入比重較大的填充物作為游梁固定配重，小配重塊安裝在特制后驢頭的方格內，并通過安全銷固定，所述小配重塊的數量在特制后驢頭中可調。可根據抽油機懸點載荷的變化適當增減小平衡塊的數量，達到最佳平衡狀態。

3 結語

（1）該復合平衡雙驢頭抽油機，不受井位、井況限制，具有和一般游梁抽油機一樣的環境適應性，適用于各種野外常規油氣開采，但較之常規游梁抽油機整機性能好、各部件受力均勻，整機壽命長、節能等優點。

（2）該復合平衡雙驢頭抽油機將雙驢頭抽油機與彎游梁抽油機相結合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設計的優點，又通過增加游梁配重，變單純的曲柄平衡為復合平衡方式提高了整機的動平衡性能，減小甚至消除減速器曲柄軸輸出凈扭矩產生負值，減小驅動繩的受力狀況，提高整機使用壽命，降低工作能耗。

參考文獻：

［1］楊繼忠，郭寶靈.雙驢頭抽油機結構與性能淺析［J］.科技研究，2014，13：257，259.

［2］鄒龍慶，宋振華.雙驢頭抽油機優化設計與運動學仿真分析［J］.石油礦場機械，2012，41（6）：21-25.

作者簡介：劉海鵬（1988-），男，滿族，河北淶水人，2011年畢業于燕山大學建筑環境與設備工程專業，現從事油氣儲運相關工作。

劉陳軍（1986-），男，籍貫：江蘇省如東縣；學歷：本科，就讀于山東大學；現有職稱：助理工程師；研究方向：