油田大型離心注水泵的改造

馮勝利，高奎貯

（勝利油田分公司勝利采油廠，山東 東營 257051）

一、影響泵效的因素

一是轉(zhuǎn)子組合的裝配精度。影響轉(zhuǎn)子組合的裝配精度因素主要有泵軸的直線度和泵軸的圓柱度等、葉輪軸孔與擋套配合端面的垂直度、軸背帽端面與泵軸的垂直度、葉輪及各部件的圓跳動精度。二是多級泵的內(nèi)部密封配合間隙過大，這部分漏失量是影響泵效的主要原因之一。此外，平衡系統(tǒng)的泄漏及軸套與填料的泄漏也會影響泵效。三是在工況條件不發(fā)生變化的情況下，安裝了改進(jìn)的盤根壓帽后，其盤根壽命提高了1～3倍，取得了較好的效果。目前采購的油井盤根價(jià)格是11.8元/個(gè)，按照延長盤根壽命1倍計(jì)算，采油廠盤根平均壽命為22.9天，每年可節(jié)約8個(gè)盤根，節(jié)約費(fèi)用94.4元。加工一個(gè)改進(jìn)盤根壓帽的費(fèi)用是280元，更換一個(gè)改進(jìn)的盤根壓帽3年就可以收回投資。注水泵的葉輪及導(dǎo)葉的過流表面粗糙，這是造成水力摩擦損失過大的主要原因。四是轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的動平衡數(shù)值過大，引起注水泵整體振動，導(dǎo)致軸瓦下沉損壞。這主要是轉(zhuǎn)子各部件靜平衡的積累誤差，造成整個(gè)轉(zhuǎn)子的動平衡數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)值，同時(shí)平衡系統(tǒng)零部件的使用壽命會直接影響注水泵的使用壽命。

二、改進(jìn)方案

1.提高轉(zhuǎn)子裝配精度。將泵軸的圓跳動控制在小于0.02mm，直線度控制在小于0.02mm，各部的位置公差控制在小于0.3mm；將葉輪的內(nèi)孔配合間隙控制在0.01～0.03mm，葉輪的密封環(huán)、擋套外圓以及內(nèi)孔的同軸度在0.01～0.03mm；將葉輪等配件端面垂直度控制在0.01mm以內(nèi)。轉(zhuǎn)子組裝后，各部的圓跳動控制在0.05mm以內(nèi)，較改造前的0.10mm減小了一半。

2.將泵的密封配合間隙由原來的0.5mm縮小到0.45mm。對其密封環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，采用迷宮密封、雙層迷宮密封來阻止液體由高壓區(qū)向低壓區(qū)的流動，減少了泄漏。同時(shí)采取堆焊鈷鉻鎢金屬修補(bǔ)手段，提高口環(huán)硬度，減緩了口環(huán)磨損速度，達(dá)到減緩泵效下降的目的。

3.針對注水泵的葉輪及導(dǎo)葉過流表面粗糙的情況，利用美國貝爾佐納“1341”超滑金屬涂層技術(shù)對注水泵葉輪進(jìn)行噴涂，降低葉輪表面粗糙度，減少水力損失。操作時(shí)要求修理廠家將葉輪的流道及前后蓋板的表面先用風(fēng)砂除銹，再用丙酮清洗后進(jìn)行噴涂，以增強(qiáng)表面的附著力。

4.針對動平衡造成的振動過大等，采取了以下措施：采取靜平衡與動平衡相結(jié)合的措施，將動平衡的誤差控制在5g之內(nèi)；將動平衡試驗(yàn)機(jī)平衡的誤差顯示更新為數(shù)字顯示，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹庇^性與準(zhǔn)確度；為檢測動平衡試驗(yàn)的精度，設(shè)計(jì)制作了標(biāo)準(zhǔn)的動平衡試驗(yàn)轉(zhuǎn)子，每兩臺泵就對動平衡機(jī)進(jìn)行一次檢驗(yàn)，保證了設(shè)備的精度。

5.運(yùn)用先進(jìn)的工藝提高注水泵配件的性能。將軸瓦的包角由原來的90°改為75°；對軸頸采用軸頸堆焊和刨光技術(shù)降低其粗糙度，增強(qiáng)了耐磨性；將軸套進(jìn)行表面噴焊來提高表面硬度。

三、效益評價(jià)

改造后的三臺DF400－150×8注水泵與一臺DF300－150×9注水泵泵效平均提高1.4%，注水單耗降低0.34kW·h/m3，大修周期平均延長5 000h，單臺泵可節(jié)約費(fèi)用60.91萬元，按在用的15臺泵計(jì)算，每年可節(jié)約費(fèi)用約900萬元。