注聚泵泵閥故障壓力診斷方法與提質增效實踐

孔紅芳（大港油田第五采油廠）

1 技術介紹

聚合物驅是提高油藏最終采收率的主要技術措施之一。自20 世紀50年代末、60年代初進行室內研究，1964礦場試驗以來，經過幾十年的發展，各油田已形成適合不同油藏的聚合物配制技術[1]。由動力端和液力端組成的注聚泵在聚合物驅中有著至關重要的作用，既要滿足優良的吸入性、對聚合物低剪切性、高泵效，又要滿足操作、維修簡便的要求[2]。為達到使用要求，東北石油大學趙立新教授團隊[3]對注聚泵過流部件的結構及材料進行了改進，單泵維修費用下降；中國石油大學王旱祥教授團隊[4]設計出注聚裝置各模塊高效協同運行的連接方式及控制程序；周明陽[5]對大慶油田第六采油廠三種聚合物注入工藝進行分析，找到了節能降耗的環節，注聚單耗減少了0.06 kWh/m3；孔維海[6]應用變頻技術控制注聚泵后，用電能耗下降了30.9%；潘曉冬[7-8]、劉海霞等提出了注聚泵泵閥故障的判別及維修方法。

2 壓力診斷方法

常規的檢測方法有兩種：一種是接觸式聽力判斷，即用合適的螺絲刀從泵體外側液力端總成“聽”凡爾、彈簧的聲音來判斷故障部位，此種方法對操作人員的現場經驗要求較高，故障部位判斷準確率低于20%；一種是整體拆卸逐一檢查，將未損壞的部位逐一進行檢查，工時長達5～6 h。

2.1 壓力診斷裝置

壓力診斷裝置[9]主要由壓力表、表接頭、阻尼器、彎頭和定位器五部分組成注聚泵泵閥故障壓力診斷裝置示意圖見圖1。定位器內部為通孔，其作用是將閥座環形空間內的壓力引出；中段為內側帶環型槽的厚壁螺母六方頭，其作用放置尼龍密封圈；兩側為外螺紋，分別與泵頭和彎頭連接，彎頭上端連接阻尼器和壓力表，阻尼器上有旋鈕，旋鈕打開時壓力表顯示閥座工作壓力，彎頭底部設有放空閥。

圖1 注聚泵泵閥故障壓力診斷裝置示意圖

2.2 工作原理

利用閥座環形空間能反映吸入和排出閥的工作壓力的特點，通過定位器將閥座環形空間的壓力引出顯示在壓力表上，與進出口壓力對比，通過判斷壓力表指針變化，實現故障部位的精準定位和檢修。

2.3 安裝操作

停泵放空后，拆下原閥座定位套。在泵閥故障壓力診斷裝置定位器環形槽內部填裝密封墊，將定位器順時針旋入泵頭外側的閥座定位孔并擰緊，彎頭的壓帽對準定位器，旋轉壓帽，使兩者連接，調整彎頭安裝方向為出口朝上的垂直安裝，緊固壓帽，阻尼器裝在彎頭的出口末端并擰緊，阻尼器調節螺釘方向朝外且與液力端泵頭外側端面平行。壓力表方向朝外且與液力端泵頭外側端面平行安裝，旋緊壓力表固定螺帽。

2.4 壓力診斷方法

注聚泵出現泵出口排量下降現象時，不停泵的狀態下，用平口螺絲刀逆時針擰開泵閥壓力診斷裝置的阻尼器調節螺釘。根據壓力診斷裝置壓力表指針變化判斷泵閥故障原因及具體部位，泵閥故障壓力診斷方法流程圖見圖2。

圖2 泵閥故障壓力診斷方法流程圖

1）檢測裝置顯示，壓力介于泵進口和出口壓力值之間，且壓力表指針均勻地上下擺動，可判斷該組泵閥吸入端和排除端均無損壞，泵閥工作正常。

2）檢測裝置顯示，壓力接近泵進口壓力值，且壓力表指針在進口壓力值附近上下擺動，可判斷為該組泵閥為吸入端泵閥彈簧斷。

3）檢測裝置顯示，壓力接近泵出口壓力值，且壓力表指針在出口壓力值附近上下擺動，可判斷該組泵閥為排出端泵閥彈簧斷。

4）檢測裝置顯示，壓力接近泵進口壓力值，且壓力表指針在小于正常值附近上下擺動，可判斷為該組泵閥為吸入閥漏失。

5）檢測裝置顯示，壓力接近泵出口壓力值，且壓力表指針在小于正常值附近上下擺動，可判斷為該組泵閥為排出閥漏失。

當電動機頻率過高，壓力表指針變化不易觀察，可將注聚泵頻率下調至能清晰觀察壓力表指針變化為止，但不應小于15 Hz，單次頻率下調的間隔不宜大于10 Hz，防止注入系統壓力波動過大。

3 現場應用

注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，在12 臺五柱塞注聚泵現場應用，故障診斷準確率由20%提高到100%。應用前需4人用時5～6 h維修，注聚時率降至91.7%，應用后只需2 人用時1 h 維修，注聚時率提升到99.2%。單臺泵閥月均檢修1 次，維修工時每臺節約20 h/次，人工費用每人100 元/h，單泵年節約人工費用2.4 萬元，12 臺注聚泵年累計節約人工費用28.8萬元。

4 結論

注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，根據注聚泵液力端的震動，壓力表指針波動情況準確判斷出泵閥故障原因及具體部位，克服了人工“聽診”和整體拆卸的不足；針對在役注聚泵吸入閥、排出閥彈簧和凡爾平均使用壽命為20～30 天的現狀，分析了常規診斷和維修方法的弊端，提出了注聚泵泵閥故障壓力診斷方法，現場應用后，維修工時由5～6 h 降至1 h，故障診斷準確率由20%提高到100%，注聚時率由91.7%提升到99.2%。