隔膜泵故障分析和解決措施

田曉龍 馬玉琴 李夢潔 張保利(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安710021)

隔膜泵故障分析和解決措施

田曉龍 馬玉琴 李夢潔 張保利(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安710021)

在采氣生產過程中，為防止井口及管線發生水合物堵塞，常用機械注入甲醇的方法來防止水合物的生成。本文主要介紹了隔膜泵的結構特征、性能特點、應用情況，并通過對隔膜泵現場應用出現的故障進行分析，從根本上找出故障發生的原因，排除故障，解決了隔膜泵應用及維修中存在問題，對隔膜泵現場操作及維修保養具有一定的指導作用。

隔膜泵；故障排除；解決措施

從氣田大面積開發以來，為防止井口和管線出現水合物堵塞現象，普遍使用了以柱塞注醇泵為機械加注甲醇的工藝方法來防止水合物的形成。

2006年以來，一種新的隔膜式計量泵首次被氣田所引進.，相繼各作業區開展了該類型隔膜泵的應用及柱塞注醇泵的改造進程。

1 泵的結構和工作原理

1.1 泵的結構

隔膜泵主要由防爆電機、減速機構、行程調節機構、內循環壓力平衡系統、泵頭、隔膜腔室、進出口閥組等組成。對原有寧波柱塞泵的改造主要是更換了隔膜泵頭及附助系統。

1.2 工作原理

電動機經聯軸器與蝸桿連接，并帶動蝸桿、N形軸運轉，N形軸通過連桿帶動柱塞徑向往復位移運動。當柱塞向后移動時，液壓腔內產生負壓，使膜片向后撓曲變形，介質腔也產生負壓，此時出口單向閥關閉，進口單向閥打開，介質吸入介質腔內，柱塞至后始點時，吸液過程結束；當柱塞向前移動時，液壓腔中的液壓油推動膜片向前撓曲變形，介質腔容積減小，壓力加大，使進口單向閥關閉，出口單向閥打開，介質排出介質腔進入出口管道，柱塞連續往復運動，泵即可連續輸送介質。當轉動該泵上部的調節手柄時，N形軸可使安裝于曲軸上的滑塊偏心量發生變化，使柱塞行程發生改變，可在0-100%范圍內無級調節甲醇注入量。

2 隔膜泵運行效果

（1）改造后的隔膜泵可以長期連續使用，在零泄漏的工況下輸送甲醇，無有毒介質揮發排放，泵房的空氣質量明顯得到改善。

（2）所有易損件的更換不少于一年（包括柱塞、膜片、進出口閥組、二閥組、柱塞密封件等），有效降低了生產維護成本。

（3）能以管道承壓為局限任意調節二閥組起跳壓力，控制泵的最高輸出壓力，提供了輸出壓力的二次超壓保護，提高了泵的安全系數及出口管線安全閥的報廢頻次，延長校驗周期。

（4）維修頻次較低，日常維護工作量大為減少，員工勞動強度明顯降低。

3 隔膜泵故障判斷及解決措施

3.1 低溫不上量

按照常見故障排除方法進行故障解決后，經試運行，該泵可以建壓但不上量，故障仍未能排除。經檢查，二閥組回油管出現液壓油冰柱，經過清洗仍不上量，初步判斷為液壓平衡系統未能實現自動補油，致使液壓腔室無足夠液壓油補充，不能滿足正常調壓下的使用需求。

解決措施：L-HV32#抗磨液壓油的凝點為-30℃，對該泵更換32#液壓油后，滿足了使用要求。

3.2 二閥組失效導致無法建壓

依據常見故障進行排除后，經試運行，仍然達不到使用要求。重新調整壓力平衡系統后，將二閥組調至最大工作壓力，仍不能達到使用要求。初步判斷為二閥組彈簧剛度變小，造成二閥組工作的不穩定性，導致隔膜泵壓力無法調整至使用要求。

解決措施：更換二閥組彈簧后，經調試滿足使用要求。

3.3 流體破壞雙單向閥導致泵出口壓力不穩

隔膜泵故障異常，出口壓力忽高忽低，無法穩定。按照常見故障排除方法對出口閥組進行了清洗，更換閥座一組，經試運行故障仍未排除。

解決措施：清潔隔膜泵進口管線的“Y”型濾芯及進出口閥組，更換出口閥組的5只受損墊片，經調試壓力穩定，滿足現場使用要求。

3.4 液壓油持續損耗

泵補油池液壓油持續下降，進行補加后，該現象依然存在，觀察無外漏、壓力正常、排量正常。

解決措施：更換膜片，將泵頭螺栓對稱均勻受力安裝，輪流擰緊，測量法蘭間隙一致，泵頭無泄漏，觀察一個月，運行正常。

3.5 低排量打壓困難

泵在運行過程中出現高排量打壓正常上量，低排量無法打壓上量的情況。.

解決措施：更換補油閥座后，經調試運行正常。

4 運行中的共性問題

隔膜泵的使用，各集氣站普遍反映使用情況良好，維修頻次低，但存在低行程時不上量以及排量不易確定的問題。

不同型號隔膜泵在不同地形應用時排量與泵頭壓力有密切關系。管線無較大起伏，高程緩慢增加的氣井，隔膜泵建壓較為容易，行程調為10%時，可滿足現階段多數氣井注醇的壓力需求；管線有較大起伏，高程突然增大的氣井，隔膜泵建壓較為困難，行程調為30%時，可滿足多數氣井注醇壓力的需求。

5 結語

通過對多臺隔膜泵在現場的應用情況分析，我們提出以下幾點建議，使其更好的應用在生產過程中。

（1）加強隔膜泵輸送介質（甲醇）的過濾，定期清潔進口“Y”型過濾器，降低進出口閥組的磨損，確保清潔介質輸送。

（2）加強隔膜泵的操作管理，做到“0”排量啟泵，逐步上調滿足現場使用要求，降低機件磨損及膜片沖擊和能耗消耗，避免不必要的損失。

（3）改進變速箱與補油池的密封結構，最好采用雙密封，降低因油封磨損或損壞而導致潤滑油竄入液壓油補油池降低隔膜泵的輸送效率，同步降低該類問題的維修頻次。

（4）改進隔膜泵頭與補油池的密封結構，最好能在泵頭或補油池本身加裝密封部件，減少液壓油的漏失。

（5）加裝膜片破裂電子監測裝置，提高故障的精準監測，提高隔膜泵工藝運行的可靠性。

田曉龍（1987-）男，漢族，甘肅慶陽人，助理主辦，主要從事人力資源管理工作。