大型注水泵機(jī)組潤(rùn)滑管理探究

何欣++荊智泓++牛偉亮++牛若宇++孫希越

摘要：勝利油田海洋采油廠(chǎng)中心三號(hào)平臺(tái)配置有7臺(tái)離心式注水泵，總功率為13200kW。本文著重分析了影響注水泵潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)因素，針對(duì)注水系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)存在問(wèn)題，科學(xué)合理設(shè)計(jì)改造方案，使改造后的注水系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：注水泵 潤(rùn)滑 改造 設(shè)備管理

一、前言

隨著埕島油田海上油井開(kāi)發(fā)速度的不斷加快，注水量已無(wú)法滿(mǎn)足地層對(duì)注入量的要求，地層欠注問(wèn)題嚴(yán)重，地層壓力得不到有效控制，注水壓力日益加重。為進(jìn)一步夯實(shí)以油田注水為核心的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)，努力實(shí)現(xiàn)注足水、注好水、有效注水，按照現(xiàn)行“水即是油”的理念，中心三號(hào)平臺(tái)注水系統(tǒng)在海上生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要作用。

平臺(tái)注水系統(tǒng)由7臺(tái)2DH-9.02型高壓離心式注水泵機(jī)組、2座有效容積為500m3的注水罐和水泵/電機(jī)潤(rùn)滑油撬組成，擔(dān)負(fù)著海上每天20000m3左右的注水量任務(wù)。針對(duì)潤(rùn)滑管理的研究探索，對(duì)中心三號(hào)注水系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行具有深遠(yuǎn)的意義。

二、注水系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備設(shè)施

2.1注水系統(tǒng)工藝流程

海三聯(lián)來(lái)水管線(xiàn)及本平臺(tái)處理合格污水管線(xiàn)分兩路至公稱(chēng)容積為700m3的注水罐，注水罐出口有四條管線(xiàn)，分別去往四臺(tái)調(diào)水泵；1#、2#注水泵；3#、4#注水泵；5#、6#及7#注水泵。7臺(tái)注水泵出口流程管線(xiàn)匯至一支高壓注水管線(xiàn)。高壓注水管線(xiàn)分5路通過(guò)緊急切斷閥控制外輸至注水井組平臺(tái)。在正常運(yùn)行過(guò)程中，注水泵出口流量及壓力通過(guò)變頻器及安裝在每臺(tái)泵出口管線(xiàn)上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2注水系統(tǒng)內(nèi)潤(rùn)滑油流程

該注水系統(tǒng)采用強(qiáng)制潤(rùn)滑的冷卻方式，潤(rùn)滑油泵將位于潤(rùn)滑油低架油箱的潤(rùn)滑油打壓至注水泵及注水電機(jī)撬塊內(nèi)部，然后回流至低架油箱。

2.3注水系統(tǒng)主要設(shè)備設(shè)施

中心三號(hào)平臺(tái)注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模38000m3/d，由2座注水罐、7臺(tái)注水泵、1套潤(rùn)滑油撬塊、1臺(tái)變頻器、1臺(tái)高壓軟啟柜及配套流程組成。注水泵和注水電機(jī)潤(rùn)滑裝置各1套，每套分別包括1座高架油箱、1座低架油箱、數(shù)臺(tái)潤(rùn)滑油泵、管匯和儀表自控系統(tǒng)。

三、注水系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

中心三號(hào)平臺(tái)注水系統(tǒng)投產(chǎn)以來(lái)，總體運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通過(guò)合理的參數(shù)調(diào)節(jié)順利完成了所屬區(qū)塊的注水任務(wù)，對(duì)保證地層壓力，提高采收率提供了保障，但在生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)注水系統(tǒng)存在以下幾項(xiàng)問(wèn)題：

3.1潤(rùn)滑油乳化

在運(yùn)行過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油出現(xiàn)了乳化現(xiàn)象，這對(duì)于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行特別是軸瓦等摩擦副運(yùn)行壽命構(gòu)成了致命威脅，且已有兩臺(tái)注水泵的軸瓦出現(xiàn)了不同程度的磨損。油質(zhì)含水檢測(cè)已超出0.03%。

原因分析：潤(rùn)滑油乳化的原因是潤(rùn)滑油遇水發(fā)生了變質(zhì)，經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)組逐臺(tái)檢查我們發(fā)現(xiàn)：

1、大部分軸瓦腔上的軸承分隔器（其上安裝有2處O型密封圈）不同程度出現(xiàn)了老化，造成密封效果降低，引起了泵前后端漏失水沿軸進(jìn)入軸瓦腔，造成潤(rùn)滑油含水乳化。

2、平臺(tái)選用的離心式注水泵采取填料密封方式，老式密封填料在磨損過(guò)度后會(huì)出現(xiàn)注水大量漏失。加重了潤(rùn)滑油含水乳化。

3.2潤(rùn)滑油撬塊分離式設(shè)計(jì)造成應(yīng)急處置困難

中心三號(hào)平臺(tái)注水泵機(jī)組原潤(rùn)滑系統(tǒng)配置為7臺(tái)注水泵使用同一個(gè)潤(rùn)滑油箱潤(rùn)滑，7臺(tái)注水電機(jī)使用同一個(gè)潤(rùn)滑油箱潤(rùn)滑，2處潤(rùn)滑油箱集成一個(gè)潤(rùn)滑油撬塊。這種設(shè)計(jì)雖然保證了油品不會(huì)互相污染，但也造成了應(yīng)急處理困難的缺陷。如其中一處撬塊由于電源故障或控制模塊故障引發(fā)停機(jī)無(wú)法立即恢復(fù)時(shí)，則因潤(rùn)滑問(wèn)題將導(dǎo)致注水系統(tǒng)停產(chǎn)。

原因分析：在撬塊設(shè)計(jì)中未考慮一處潤(rùn)滑油撬塊故障后如何快速恢復(fù)生產(chǎn)的方式。特別是在海洋石油平臺(tái)這種特殊環(huán)境下，設(shè)備維修周期長(zhǎng)，更是會(huì)放大故障的惡劣影響。

四、注水系統(tǒng)合理化改造措施

因平臺(tái)注水采用陸地污水回注，回注水存在礦化度高，腐蝕性強(qiáng)的問(wèn)題，容易產(chǎn)生結(jié)垢。在使用中7臺(tái)注水泵的前后軸承密封盤(pán)根均出現(xiàn)漏失量增大的情況，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)噴射狀的水柱，經(jīng)過(guò)多次更換不同型號(hào)的盤(pán)根，該問(wèn)題依然無(wú)法有效解決。由于該注水泵采用的是獨(dú)立強(qiáng)制潤(rùn)滑循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)配套的潤(rùn)滑油箱容積為5.8m3。密封盤(pán)根噴射出的污水經(jīng)過(guò)軸承骨架密封滲入到軸承潤(rùn)滑腔內(nèi)，造成潤(rùn)滑系統(tǒng)油箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)水，嚴(yán)重影響了注水泵機(jī)組的安全運(yùn)行。

針對(duì)目前7臺(tái)注水泵機(jī)組出現(xiàn)的問(wèn)題，建議在機(jī)組前后軸承密封盤(pán)根處，制作一個(gè)對(duì)開(kāi)式的環(huán)形卡套，內(nèi)部沿內(nèi)圈固定一根軟性毛氈，讓后通過(guò)連接螺栓將環(huán)形卡套固定在泵軸上，再通過(guò)卡套2端的固定銷(xiāo)安裝在泵體上，以便將順著軸承盤(pán)根刺漏出的冷卻水擋住，保護(hù)軸承潤(rùn)滑腔內(nèi)潤(rùn)滑油再次竄水，造成的潤(rùn)滑油乳化問(wèn)題。

為防止?jié)櫥腿榛F(xiàn)象惡化，平臺(tái)采用真空濾油機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行脫水和破乳。并采用便攜式油質(zhì)檢測(cè)儀進(jìn)行取樣化驗(yàn)，防止因油質(zhì)問(wèn)題造成設(shè)備損壞。擋水環(huán)的設(shè)計(jì)有效的延長(zhǎng)了軸承潤(rùn)滑油室分隔器的使用壽命，避免了潤(rùn)滑油室滲水問(wèn)題，提升了潤(rùn)滑油油質(zhì)安全基礎(chǔ)，改善了設(shè)備構(gòu)造的缺陷，經(jīng)半年時(shí)間的驗(yàn)證，設(shè)計(jì)擋水環(huán)作用十分明顯。

五、潤(rùn)滑系統(tǒng)管理探究

5.1改造潤(rùn)滑油撬流程，實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行

為了解決潤(rùn)滑油撬塊故障造成注水系統(tǒng)停產(chǎn)的缺陷，平臺(tái)對(duì)注水系統(tǒng)的潤(rùn)滑油撬塊進(jìn)行流程改造，將注水泵潤(rùn)滑油箱與注水電機(jī)潤(rùn)滑油箱流程聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)2個(gè)潤(rùn)滑油箱可互為備用，當(dāng)泵或電機(jī)的一處潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后可轉(zhuǎn)另一個(gè)潤(rùn)滑油箱繼續(xù)注水泵的潤(rùn)滑，避免了停運(yùn)注水泵對(duì)生產(chǎn)造成的影響，夯實(shí)了注水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)。改造流程示意圖如下：

5.2持續(xù)開(kāi)展基礎(chǔ)與提升性工作，堅(jiān)持設(shè)備油水潤(rùn)滑日常檢測(cè)管理

因平臺(tái)注水泵機(jī)組的油水潤(rùn)滑采用一個(gè)潤(rùn)滑油撬塊，平臺(tái)重視潤(rùn)滑檢測(cè)管理，經(jīng)過(guò)對(duì)注水泵潤(rùn)滑油擋水環(huán)的改造后，平臺(tái)堅(jiān)持對(duì)注水泵潤(rùn)滑油進(jìn)行油質(zhì)檢測(cè)，堅(jiān)持使用真空濾油機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油過(guò)濾，監(jiān)控潤(rùn)滑油系統(tǒng)狀態(tài)，做好注水泵潤(rùn)滑管理基礎(chǔ)工作。

5.3持續(xù)開(kāi)展設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行摸索與技術(shù)創(chuàng)新工作

對(duì)平臺(tái)注水系統(tǒng)的優(yōu)化改造是一項(xiàng)長(zhǎng)期不斷創(chuàng)新的任務(wù)，平臺(tái)堅(jiān)持定期發(fā)動(dòng)全員提建議，定期對(duì)注水泵優(yōu)化調(diào)整，每日監(jiān)控注水能耗變化，不斷以創(chuàng)新改革、技術(shù)改造、優(yōu)化模式來(lái)調(diào)控注水系統(tǒng)運(yùn)行。