在培訓(xùn)教學(xué)中巧解多級(jí)離心泵平衡管發(fā)熱難題

孫福友

【摘 要】原油在開(kāi)采過(guò)程中，要通過(guò)離心泵向油層注水或聚合物來(lái)補(bǔ)充油層壓力以驅(qū)替油層中的原油到油井井底，再利用機(jī)采將原油舉升到地面。離心泵在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離心泵平衡管發(fā)熱，導(dǎo)致離心泵不能正常工作，影響給油層補(bǔ)充壓力，使原油不能正常開(kāi)采。大慶油田技術(shù)培訓(xùn)中心作為中石油培訓(xùn)基地特別建設(shè)了高壓注水泵站實(shí)訓(xùn)室，開(kāi)發(fā)了高技能人才注水泵工培訓(xùn)班，來(lái)提高現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)這一問(wèn)題的預(yù)防、分析、判斷和解決的能力，以提高油田現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作能力。

【關(guān)鍵詞】平衡管發(fā)熱;預(yù)防;處理;培訓(xùn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G808.14 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）15-0015-01

原油在開(kāi)采過(guò)程中，要通過(guò)離心泵向油層注水或聚合物來(lái)補(bǔ)充油層壓力以驅(qū)替油層中的原油到油井井底，再利用機(jī)采將原油舉升到地面。離心泵在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離心泵平衡管發(fā)熱，導(dǎo)致離心泵不能正常工作，影響給油層補(bǔ)充壓力，使原油不能正常開(kāi)采。在實(shí)際作中由于多級(jí)泵離心泵能夠產(chǎn)生很高的出口壓力，來(lái)滿足向油層注入的任務(wù)，為此，其在油田被廣泛使用。在實(shí)際工作中如果多級(jí)離心泵平衡管發(fā)熱，崗位員工處理的辦法是倒備用泵來(lái)滿足生產(chǎn)，然后停止故障離心泵上報(bào)等待專(zhuān)業(yè)部門(mén)處理。專(zhuān)業(yè)人士對(duì)事故泵相關(guān)部位進(jìn)行保養(yǎng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后再重新組裝，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但這一過(guò)程耗資多時(shí)間長(zhǎng)甚至影響生產(chǎn)。為此，如何做到早預(yù)防、早處理一直是油田企業(yè)關(guān)注問(wèn)題，也是培訓(xùn)部門(mén)急于開(kāi)發(fā)解決的教學(xué)問(wèn)題。大慶技師學(xué)院作為中石油培訓(xùn)基地，2017年成立專(zhuān)門(mén)課題組，通過(guò)建設(shè)高壓注水泵實(shí)訓(xùn)室，開(kāi)發(fā)了各個(gè)級(jí)別的注水工操作培訓(xùn)項(xiàng)目，通過(guò)員工培訓(xùn)來(lái)提高現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)這一問(wèn)題的預(yù)防、分析、判斷和解決的能力，以提高油田現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作能力。

一、高壓注水泵站實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)

為了模擬生產(chǎn)實(shí)際，我們?cè)谛@建造了高壓注水泵站，形成了專(zhuān)業(yè)化實(shí)訓(xùn)工位，工位配置采用油田生產(chǎn)設(shè)備和其運(yùn)行參數(shù)，以利于對(duì)油田在職員工注水泵工各個(gè)級(jí)別項(xiàng)目的專(zhuān)業(yè)理論和技能培訓(xùn)。

因?yàn)槲覀兘ㄔO(shè)的注水站不是用于生產(chǎn)而是教學(xué)設(shè)備，所以我們?cè)诮虒W(xué)活動(dòng)中，學(xué)習(xí)那部分知識(shí)或技能，可以將設(shè)備那部分拆解開(kāi)來(lái)，供學(xué)員直觀。例如在講解類(lèi)似離心泵平衡管發(fā)熱的原因分析和預(yù)防處理這樣難以理解的專(zhuān)業(yè)技術(shù)理論問(wèn)題和測(cè)量離心泵轉(zhuǎn)子抬量操作等課題。

實(shí)訓(xùn)室的建成，既可以運(yùn)轉(zhuǎn)觀察狀態(tài)，分析各個(gè)參數(shù)的變化及其聯(lián)系。也可以停下來(lái)在沒(méi)有電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，高壓離心泵不帶壓，沒(méi)有噪音的條件下，講解注水泵工各個(gè)級(jí)別的各個(gè)操作項(xiàng)目和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。為了讓學(xué)員能夠聯(lián)系的理解掌握平衡管發(fā)熱的原因，首先要概述離心泵的輔助系統(tǒng)。如配電和電機(jī)的操控系統(tǒng)，電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，離心泵軸承強(qiáng)制潤(rùn)滑系統(tǒng)，高塔潤(rùn)滑壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，儀器儀表參數(shù)顯示記錄及傳感設(shè)備等，讓學(xué)員達(dá)到了解的程度，然后講解具體課題。

二、平衡管發(fā)熱的原因分析

1.平衡管的結(jié)構(gòu)。

油田常用的是11級(jí)離心泵。其平衡管直徑約30毫米，兩頭是帶正扣螺紋與泵體絲扣連接，中間是由壬連接。平衡管一頭安裝在多級(jí)離心泵的吸入口側(cè)面，與吸入口孔眼連通。另一頭安裝在離心泵尾端，其中平衡環(huán)安裝在泵尾端平衡室內(nèi)的殼上，用6條螺釘緊固，6條螺釘可以微調(diào)平衡環(huán)與平衡盤(pán)工作端面的平行度，屬于定子。平衡盤(pán)安裝在離心泵的轉(zhuǎn)子尾部平衡室里，與平衡環(huán)配合形成平衡室內(nèi)室，隨軸旋轉(zhuǎn)屬于轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子工作時(shí)在電機(jī)的帶動(dòng)下，通過(guò)連軸器將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給離心泵，帶動(dòng)離心泵的轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2.平衡管的作用。

平衡管的作用是把平衡盤(pán)后側(cè)即平衡室外室的壓力卸到離心泵的進(jìn)口，使平衡室外室的壓力降低。使平衡室內(nèi)室與外室存在足夠的壓差。這個(gè)壓差可以平衡由離心泵葉輪產(chǎn)生指向吸入口的軸向力。

3.平衡管發(fā)熱的原因。

多級(jí)離心泵葉輪兩側(cè)面即吸入口面比背面的環(huán)形面積小，工作時(shí)離心泵背面受到的推力大于吸入口推力，再加上葉輪吸入口均勻的吸入葉片在吸液時(shí)產(chǎn)生的指向吸入口軸吸力，兩個(gè)力的合力使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)指向吸入口的軸向力，因葉輪數(shù)量的增多和流體壓力增大，軸向力隨之增大。如果平衡盤(pán)不能有效平衡這個(gè)軸向力，葉輪會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子向吸入口串動(dòng)，平衡盤(pán)和平衡環(huán)必然摩擦而生熱。造成衡盤(pán)摩擦平衡環(huán)生熱的原因：一是平衡環(huán)與平衡盤(pán)平行度不達(dá)標(biāo)。平衡環(huán)安裝在泵殼上時(shí)如果沒(méi)有調(diào)整好與平衡盤(pán)的平行度，或者平衡盤(pán)自身的平行度誤差超標(biāo)，平衡室內(nèi)室憋壓不足導(dǎo)致平衡盤(pán)和平衡環(huán)摩擦生熱。電機(jī)軸與離心泵軸安裝時(shí)徑向偏差超標(biāo)，導(dǎo)致平衡盤(pán)與平衡環(huán)不平行度超標(biāo)，平衡室內(nèi)室憋壓不足使平衡盤(pán)和平衡環(huán)摩擦生熱。理論上在平衡盤(pán)和平衡環(huán)工作面上任選均勻?qū)ΨQ(chēng)的4個(gè)點(diǎn)，測(cè)其對(duì)稱(chēng)2點(diǎn)間隙差0.1毫米之內(nèi)。理想狀態(tài)是平衡盤(pán)和平衡環(huán)凸起工作面能扣的嚴(yán)，即間隙差是0毫米，扣不嚴(yán)最大間隙也不能超標(biāo)，否則平衡盤(pán)與平衡環(huán)平行度超標(biāo)，平衡盤(pán)不工作。二是平衡管暢通不堵塞。平衡管有堵塞不暢會(huì)造成平衡室外室壓力過(guò)高，使平衡室內(nèi)外壓差不足，平衡盤(pán)磨平衡環(huán)生熱。以上兩個(gè)條件必須同時(shí)達(dá)標(biāo)，否則多級(jí)離心泵平衡盤(pán)和平衡環(huán)摩擦產(chǎn)生熱，傳導(dǎo)給平衡室的流體，熱流體流經(jīng)平衡管時(shí)傳導(dǎo)給平衡管，使平衡管發(fā)熱。

三、平衡管發(fā)熱的預(yù)防

1.對(duì)于新泵組裝安裝質(zhì)量驗(yàn)收要專(zhuān)業(yè)，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。

2.加強(qiáng)崗位員工培訓(xùn)，使員工掌握多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。

在實(shí)際生產(chǎn)中能夠通過(guò)自身對(duì)離心泵進(jìn)行正確的拆、裝及檢測(cè)。從而能夠?qū)﹄x心泵進(jìn)行正確的日常維護(hù)，對(duì)于出現(xiàn)的突發(fā)事件能夠通過(guò)預(yù)判形成合理有效的解決方案。大慶油田技術(shù)培訓(xùn)中心建設(shè)的注水站為油田進(jìn)行了多次的崗位員工的培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)員工專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能得到了顯著提高，在油田的技術(shù)大賽中顯現(xiàn)出很多技術(shù)高手。在巧解多級(jí)離心泵平衡管發(fā)熱難題培訓(xùn)中發(fā)揮了不可替代的作用。

3.正常生產(chǎn)時(shí)做好多級(jí)離心泵維護(hù)保養(yǎng)是預(yù)防平衡管發(fā)熱的有效方法。

其保養(yǎng)方法具體如下：（1）做好每日的例保。一是做好泵機(jī)組的清潔衛(wèi)生工作;二是檢查各部件緊固螺栓，保證無(wú)松動(dòng)滑扣等現(xiàn)象;三是檢查和加注潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油，保證機(jī)組不缺油干磨;四是檢查調(diào)節(jié)填料密封的松緊程度;五是調(diào)節(jié)泵在規(guī)定的技術(shù)參數(shù)下運(yùn)行。（2）做好一保（1000±8小時(shí)）。一是完成例行保養(yǎng)的各項(xiàng)工作;二是檢查填料函和更換填料。（3）做好二保（3000±8小時(shí)）。一是完成一級(jí)保養(yǎng)的各項(xiàng)工作;二是檢查泵的前、后軸承;三是檢查電動(dòng)機(jī)的前、后軸承;四是檢測(cè)機(jī)泵同軸度。

四、平衡管發(fā)熱的處理

平衡管發(fā)熱處理最有效的方法是做好離心泵的三級(jí)保養(yǎng)（10000±24小時(shí)）。（1）完成一、二級(jí)保養(yǎng)的工作;（2）脫離心泵機(jī)泵聯(lián)軸器，卸下離心泵;（3）卸下離心泵葉輪、泵殼、軸套、密封、油（水）封、軸承和軸;（4）檢查保養(yǎng)電動(dòng)機(jī)前后軸承;（5）檢查密封填料軸承套，表面無(wú)磨損，螺紋配合緊密;（6）檢查清洗葉輪及泵殼，葉輪及泵殼無(wú)裂紋和缺損，無(wú)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，出入口平整光滑，螺絲緊固，無(wú)松動(dòng)滑扣;（7）檢查測(cè)量葉輪與密封環(huán)間隙不超過(guò)0.25mm;（8）檢查校正泵軸及聯(lián)軸器和泵軸的配合，軸表面無(wú)傷痕及明顯磨損，彎曲不超過(guò)0.06mm;（9）檢查聯(lián)軸器，調(diào)整聯(lián)軸器的同心度;（10）對(duì)葉輪做靜平衡試驗(yàn);（11）測(cè)量電動(dòng)機(jī)和泵的振動(dòng)情況;（12）檢查清掃電動(dòng)機(jī)，檢查電動(dòng)機(jī)軸承，定子線圈絕緣良好;（13）檢查調(diào)整補(bǔ)償器觸點(diǎn)及線圈絕緣，觸點(diǎn)接合處應(yīng)平整，無(wú)燒壞痕跡，線圈絕緣良好;（14）絕緣漆無(wú)脫落，隔板齊全完整，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)自如。

通過(guò)建設(shè)教學(xué)用高壓注水泵站，并應(yīng)用在培訓(xùn)課堂，使多級(jí)離心泵平衡管發(fā)熱的原因，直觀明了的展現(xiàn)出來(lái)。難題變得不難了，學(xué)生的關(guān)注度和參與度明顯提高。學(xué)生的專(zhuān)業(yè)操作能力和理論知識(shí)有很大進(jìn)步，學(xué)生回到崗位上，平衡管發(fā)熱的頻次降低了，操控離心泵得心應(yīng)手顯得很從容。