油田注水站注水泵單耗的影響因素及對策分析

賈艷華　于娟利　柏麗

摘 要：隨著我國的經(jīng)濟在快速的發(fā)展，社會在不斷地進步，油田開發(fā)與利用成為人們廣泛關注的焦點。近年來，注水站注水泵作業(yè)運行中出現(xiàn)嚴重單耗情況，嚴重影響到整個油田生產(chǎn)發(fā)展的效益。為此，重點分析注水站注水泵單耗的影響因素，并相應性提出應對對策。

關鍵詞：注水站;單耗;影響因素;系統(tǒng)效率

引言

在油田生產(chǎn)過程中，注水泵是其最為重要的單元，通過油田開發(fā)注水，對于油田穩(wěn)定生產(chǎn)和增產(chǎn)具有重要的作用。但就目前而言，注水站注水泵在作業(yè)的環(huán)節(jié)中，還存在嚴重的單耗大的現(xiàn)象，直接影響了油田生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。文章以油田注水站注水泵單耗為研究切入點，對其影響因素進行了詳細的分析，并在此基礎上提供了相應的解決措施。

1 油田注水站注水泵單耗影響因素分析

1.1 注水泵運行效率低

在注水趨勢作業(yè)過程中，注水泵運行效率直接影響了其耗能現(xiàn)象。在具體的油田生產(chǎn)中，注水泵運行效率與注水泵單耗之間存在反比例關系，如果運行相同的揚程、產(chǎn)生一定的流量，注水泵效能越低，其單耗就越高;反之，如果注水泵效能越高，其單耗就會越低。

1.2 生產(chǎn)管理牽制而直接影響泵排量

離心泵在一定轉速下有一個工作效率最高點，這一效能最高點即為工況建設中的最優(yōu)點，日常所見的離心泵牌提示的參數(shù)就是工況最優(yōu)點;而對應到具體指標參數(shù)提示的最高點，分別被稱為最優(yōu)功率、最優(yōu)揚程及最優(yōu)流量。為此，注水泵介入離心泵注水時，應最大限度接近銘牌提示的流量參數(shù)。然而，在不規(guī)范生產(chǎn)管理的限制下，注水量波動較大，人為控制很難找到離心泵的最佳工作點。在實際生產(chǎn)中，尤其是高壓注水時，制約開關管理頻繁，導致注水量出現(xiàn)極大的晝夜差，也就是晝夜注水量波動明顯。實際生產(chǎn)中只用來調(diào)整注水站啟泵臺數(shù)很難滿足生產(chǎn)需要，而原設備必須以定速操作。針對這一現(xiàn)象，操作人員只能依靠出口閥門調(diào)節(jié)而人為干預注水情況，借助人為力量調(diào)整管網(wǎng)阻力，如此可一定程度上調(diào)整注水情況，但極大增加損耗。

1.3 注水泵元件、注水泵管線出現(xiàn)結構腐蝕現(xiàn)象

在油田作業(yè)生產(chǎn)中，注水泵長期受到污水腐蝕的影響，以至于機泵的元件、管線等出現(xiàn)了嚴重的腐蝕現(xiàn)象。例如，葉輪腐蝕導致口環(huán)間隙增加，甚至出現(xiàn)空洞和砂眼等現(xiàn)象，進而降低了注水泵的工作效率，導致其耗能增加。

2 油田注水站注水泵單耗的解決措施

2.1 安裝高壓防垢機械密封裝置

該注水站的注水泵均為填料密封，因填料密封性能較差，工人維護工作量較大，又可導致泵耗能高。將常用的2臺注水泵安裝高壓防垢機械密封裝置，安裝后的注水泵運行電流得到下降，如2#注水泵，在流量不變的情況下，電流降低了2A，單耗下降了0.13kWh/m3，日節(jié)約電量為530kWh。安裝高壓防垢機械密封裝置運行6個月，泵密封狀態(tài)運行穩(wěn)定無泄漏，摩擦功率小，耗電量下降。

2.2 調(diào)整同心度

注水站共有5臺注水泵，型號為D300，兩臺泵泵效相差較大。2#泵效低于1#泵效2%，經(jīng)調(diào)查最終把原因落在機泵不同心上。經(jīng)測量注水站1#、2#注水泵同心度，常期運行的2#注水泵電機與泵發(fā)生偏離，聯(lián)軸器端面間隙為6mm，兩聯(lián)軸器軸向位移為2.22mm，分別超出規(guī)定值（2mm）0.22mm，l#注水泵基本在規(guī)定值內(nèi)。為此停運2#注水泵，重新對2#注水泵調(diào)整同心度，解決了機泵不同心的問題。

2.3 提高設備維護保養(yǎng)質量

在規(guī)定的保養(yǎng)時間內(nèi)，嚴格按照操作規(guī)范進行設備保養(yǎng)（包括注水泵、冷卻水泵、潤滑油泵），發(fā)現(xiàn)設備運轉存在問題，例如震動幅度變大，溫度升高和聲音異常等情況及時上報，及時解決。

2.4 加裝集散控制系統(tǒng)

為了最大限度降低注水泵的耗能現(xiàn)象，可建立健全的集散控制體系，并在油田生產(chǎn)過程中，切實結合實際狀況，對注水排量進行科學的調(diào)整。在具體加裝集散控制系統(tǒng)的時候，可參照注水工藝技術、注水工藝流程，并合理設置液位、壓力、溫度、流量等對象測空點。同時，結合不同測控點的作業(yè)原理，科學、合理地安裝所對應的性能感應器，并將感應器十多感應的物理變量進行整合，使其成為電信號，并集中傳輸?shù)郊⒖刂葡到y(tǒng)的控制中心，進而對注水泵系統(tǒng)的全部作業(yè)過程進行全面的監(jiān)控。另一方面，通過加裝集散控制系統(tǒng)，還可以進一步提升閥門控制的精準度，使其泵壓差控制在0.05MPa以下，最大限度降低不合理的閥門開度，進而降低損耗，并提升注水泵的工作效率，進而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.5 加強技術管理

加強注水、污水、清水三水崗位人員的技能培訓，強化三水崗位之間的緊密配合。進行理論與現(xiàn)場實際操作培訓考核，嚴格執(zhí)行各項技術標準，嚴格控制閘門的穩(wěn)定，實行平穩(wěn)注水，加強注水泵機組的保養(yǎng)維護力度，降低注水泵的各種能量損失，保證泵運行在最佳工況區(qū)。

2.6 連接并變頻調(diào)節(jié)前置泵

2004年5月份，相關研究人員改造了5#泵注水。將一級拆掉，在其前端連接前置泵，實際運行時可實現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)。做出這一改造后，不僅可減少電機更換的麻煩，還可降低管壓差，實現(xiàn)節(jié)能降耗、平穩(wěn)安全運行雙重目標。變頻調(diào)節(jié)則可時刻保持系統(tǒng)回壓、泵出口壓接近，縮小兩者壓差，以節(jié)能降耗。另外，實際運行中應堅持以變頻調(diào)節(jié)為主、閥門調(diào)控為輔原則，保證主泵可在高效流量段運行工作。

3 新技術展望

通過前置泵變頻技術實現(xiàn)節(jié)能降耗。前置泵低壓變頻調(diào)速技術是基于雙泵的串聯(lián)原理，通過對前置泵的變頻控制使注水泵的工作點始終在最高泵效區(qū)，從而提升系統(tǒng)效率，降低整體單耗。原理為注水泵與前置泵（增壓泵）串接，通過小變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)小功率增壓泵，實現(xiàn)對大功率注水泵的調(diào)節(jié)和控制。該系統(tǒng)由一臺注水泵和一臺增壓泵、配套電機、潤滑系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、儀表測控系統(tǒng)、低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等組成。小功率增壓泵為注水泵提供吸入壓力，使兩泵恰當匹配，并通過計算機，儀表系統(tǒng)，變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)使高效區(qū)范圍很窄的注水泵工作在高效區(qū)，從而提高注水效率。由于高壓泵（注水泵）和一個中低壓泵（增壓泵）在同一流量下，中低壓泵的功耗要小很多，特別是主泵拆級后，節(jié)能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節(jié)約下來的能量用于小泵還有富余，實現(xiàn)節(jié)能降耗。目前杏十八聯(lián)合站已經(jīng)安裝了一臺前置泵，但由于管線設計的原因未能投運，計劃對管線進行改造，借力前置泵變頻技術實現(xiàn)高效注水。

結語

綜上所述，在油田生產(chǎn)作業(yè)中，注水作業(yè)保證了油田生產(chǎn)穩(wěn)定生產(chǎn)和增產(chǎn)。但是注水泵在進行注水作業(yè)過程中，受到多種因素的影響，常出現(xiàn)高能耗現(xiàn)象，不僅影響了油田生產(chǎn)，也降低了油田的經(jīng)濟效益。基于此，必須要針對影響能耗的因素，采取有針對性的解決措施，以提升注水泵工作效率，降低能耗。

參考文獻

[1]張煜培，魯健.油田注水系統(tǒng)效率的影響因素及對策[J].石化技術，2017，24（10）：109.

[2]張帆.油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術探討[J].石油石化節(jié)能，2017，7（09）：35-37+11.

[3]李彥鈞，竺俊.淺談油田注水站注水泵單耗的影響因素及相關對策[J].化工設計通訊，2017，43（05）：18.

[4]劉新宇.降低注水泵注水單耗[J].中國石油和化工標準與質量，2013，33（14）：232.

[5]董秋生，崔彬澎.提高注水泵效率，降低注水泵站能耗分析[J].中國化工貿(mào)易，2015，（13）：212-212.

[6]葛洪磊.影響注水泵單耗的因素分析及節(jié)能措施探索[J].石化技術，2017，24（1）：229.