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摘 要：油田多级离心式注水泵机组作为油田注水的重要设备， 其运行质量已经成为人们关注的焦点。在实际操作的过程中， 注水泵机组无法达到对各项指标的实时、自动、全过程监控， 造成注水泵机组故障问题多发。本文就注水泵中故障特征进行状况分析， 对注水泵机组运行指标进行控制， 有效提升故障预防及诊断的效果。
关键词：注水泵；状态监测；故障诊断
当前油田开采的过程中相关人员主要依靠注水泵完成对油层的注水工作对油层压力进行控制。常见的注水机组主要为高压离心式注水泵和高压柱塞泵机组两种。注水泵可以明显提升油田采油速度及采收率，改善油田经济效益对推进采油厂可持续发展具有至关重要的作用。注水泵在使用的过程中非常容易出现水泵抽空、电机烧损等现象加强注水泵状态监测及故障诊断在当前设备建设中已经刻不容缓。
胜坨油田是逆牵引背斜构造油藏，有东西两个高点，发育主要断层12条。储层非均质性严重，属中高渗、多层整装砂岩油田。经过四十年的高速开发，目前已进入特高含水开发期，稳油控水难度越来越大，注水利用率低，地层压力差异大，部分井区大孔道窜流现象严重，剩余油分布零散，产量递减幅度快，稳产难度大。注水泵在耗电设备中其耗电量所占比重较大，具有较大节能潜力。通过对注水泵耗能的分析，找出了导致注水效率偏低、能耗偏高的主要原因，深入浅出的论述了影响注水系统效率的因素，提出了提高注水泵效率，降低注水泵用电单耗的有效途径。
1 注水泵机组的工作状态监测
注水泵机组在工作的过程中存在诸多问题加强对该机组的状态监测对各项指标进行诊断分析河以确保注水泵机组处于良好的运行状态降低可能出现的故障发生率对提升注水具有非常好的促进作用。
1.1 状态监测机理
在进行状态信息监测的过程中要对各项信号进行合理控制确保机组及零部件能够正常运行。相关人员要对振动、温度、压力等指标通过传感器转换为电信号、声信号等物理信号量将上述信号进行系统处理。相关人员要对上述计算中的设备运行状态的特征参数进行全方位分析完成检测及监测操作。当前注水泵机组在监测的过程中其特征参量主要为振幅、频率、相位、转速、时域波形、轴心位置、轴向位置等脸测数据主要为振动位移、振动速度、振动加速度等。
1.2 测点选择及布置
注水泵在连接的过程中主要是选取弹性联轴器与电机形成系统通过滑动轴承完成连接保证底座之间相互分离。测试是要将测试点选取在注水泵的高压端及低压端或电机的驱动端及非驱动端测试点在建立坐标轴是可以选取负半轴、负半轴、负半轴或选取处高压端轴负半轴、处泵低压端负半轴、处电机驱动端负半轴、处电机非驱动端负半轴。
1.3监测标准选取
在对监测标准进行制定的过程中， 相关人员要对一《泵的振动测量及评价方法》及《泵站等级评定标准》进行全方位分析依照油田设备管理办法对各项管理操作进行确定。在上述管理的过程中相关人员要结合当前注水泵管理参数标准进行振动监测及位移监测， 出现不良状况要及时进行处理。仪器诊断及监测方法在对仪器进行诊断的过程中相关人员要对定期监测内容进行明确对定期检测中的测振仪状况指标进行调节狈目量振动状况。上述监测的过程中主要是对振动速度及振动位移的监测完成振动位移的提升。在对上述异常进行处理的过程中到预测系统需要对数据信息定期采集依照振动诊断分析软件对频谱状况进行明确观察频域幅值状况及时域状况对故障部位进行明确。
2 注水泵机组故障特征分析
在对注水泵机组故障进行分析的过程中相关人员要对信号分析处理及状态监测中的各项内容及特征参数变化状况进行控制要依照特征参数状况与设备要求状况对比结果观察设备运行是否正常。在故障特征分析的过程中， 旦发现注水泵故障时相关人员要对其故障性质及故障程度进行诊断要对发生原因及发生部位进行明确从根本上预测和及时控制故障状况。当前注水泵在使用的过程中主要存在以下故障其振动特征具有明显典型性。
2.1 不平衡故障
注水泵旋转机械在操作的过程中非常容易出现振动不平衡现象导致旋转体轴心周围不均匀造成旋转同步振动效果受到制约。不平衡主要是由于旋转质量分布不均匀或旋转过程中离心力不均衡引起的振动失衡现象振动噪声较大。不平衡故障中设备径向振动较大具有稳定的基频高峰触向振动幅度较大。该振动的过程中时域波形一般为稳定的周期波形。
2.2 电磁振动
电磁振动主要是由于机械转动过程中机械因素或电磁作用导致的振动现象。该故障主要是由于电源频率导致。电磁振动时域波一般不具有稳定的周期信号。
2.3 机械松动
机械松动主要是由于不牢固引发的在旋转频率中具有非常明显的特征振幅较大。导致机械松动的原因主要包括支承系统配合面间隙过大、固定螺栓强度不够、基础工程质量较差等。机械松动径向振动较大倍频成分较高轴向振动较小。该时域波形为不稳定的非周期信号。
2.4 基础松动
基础松动可以造成注水泵在使用的过程中出现机械无法旋转或旋转不均匀等障碍导致噪声的产生和机械的磨损。该种故障发生后会产生非常明显的垂直方向振动具有非常稳定的基频成分。该时域波形具有稳定的周期信号。
2.5 不对中故障。
不对中故障主要是在联轴器连接过程中中心连接不重合导致的现象，造成注水泵发生径向振动或轴向振动。当前在操作的过程中装机操作不良、机身内不对中故障径向振动大， 有稳定的基频倍频成分超过其它成分， 高次谐波成分较小轴向振动大。该故障中时域波形为稳定的周期波形。部应力没有彻底消除、管道附件安装质量不高等都可以在很大程度上导致不对中的产生。
3 结束语
在现场进行故障诊断应用的过程中相关人员要对注水泵各项指标进行严格控制对注水泵与自身电机之间进行检修舰察各项标准状况。要对振动频谱进行分析肪止出现严重的动态偏心状况。当存在摩擦现象时要及时停机检查。要对电机进行检修对出现磨损及不均匀现象进行严格控制及时调整电机气隙提升轴瓦与电机之间的配合效果。
对注水泵进行状态监测可以及时预防和发现注水泵可能出现的各项故障降低上述故障对油田开采的影响。除此之外对注水泵状态监测及故障诊断还可以及时对设备进行检修肪止设备运行状况恶化造成设备损坏。
参考文献：
1.张海波， 王会山， 汤洪刚， 等状态监测技术在油田机泵设备中的应用环节特点分析中国设备工程， 2013.05
关键词：注水泵；状态监测；故障诊断
当前油田开采的过程中相关人员主要依靠注水泵完成对油层的注水工作对油层压力进行控制。常见的注水机组主要为高压离心式注水泵和高压柱塞泵机组两种。注水泵可以明显提升油田采油速度及采收率，改善油田经济效益对推进采油厂可持续发展具有至关重要的作用。注水泵在使用的过程中非常容易出现水泵抽空、电机烧损等现象加强注水泵状态监测及故障诊断在当前设备建设中已经刻不容缓。
胜坨油田是逆牵引背斜构造油藏，有东西两个高点，发育主要断层12条。储层非均质性严重，属中高渗、多层整装砂岩油田。经过四十年的高速开发，目前已进入特高含水开发期，稳油控水难度越来越大，注水利用率低，地层压力差异大，部分井区大孔道窜流现象严重，剩余油分布零散，产量递减幅度快，稳产难度大。注水泵在耗电设备中其耗电量所占比重较大，具有较大节能潜力。通过对注水泵耗能的分析，找出了导致注水效率偏低、能耗偏高的主要原因，深入浅出的论述了影响注水系统效率的因素，提出了提高注水泵效率，降低注水泵用电单耗的有效途径。
1 注水泵机组的工作状态监测
注水泵机组在工作的过程中存在诸多问题加强对该机组的状态监测对各项指标进行诊断分析河以确保注水泵机组处于良好的运行状态降低可能出现的故障发生率对提升注水具有非常好的促进作用。
1.1 状态监测机理
在进行状态信息监测的过程中要对各项信号进行合理控制确保机组及零部件能够正常运行。相关人员要对振动、温度、压力等指标通过传感器转换为电信号、声信号等物理信号量将上述信号进行系统处理。相关人员要对上述计算中的设备运行状态的特征参数进行全方位分析完成检测及监测操作。当前注水泵机组在监测的过程中其特征参量主要为振幅、频率、相位、转速、时域波形、轴心位置、轴向位置等脸测数据主要为振动位移、振动速度、振动加速度等。
1.2 测点选择及布置
注水泵在连接的过程中主要是选取弹性联轴器与电机形成系统通过滑动轴承完成连接保证底座之间相互分离。测试是要将测试点选取在注水泵的高压端及低压端或电机的驱动端及非驱动端测试点在建立坐标轴是可以选取负半轴、负半轴、负半轴或选取处高压端轴负半轴、处泵低压端负半轴、处电机驱动端负半轴、处电机非驱动端负半轴。
1.3监测标准选取
在对监测标准进行制定的过程中， 相关人员要对一《泵的振动测量及评价方法》及《泵站等级评定标准》进行全方位分析依照油田设备管理办法对各项管理操作进行确定。在上述管理的过程中相关人员要结合当前注水泵管理参数标准进行振动监测及位移监测， 出现不良状况要及时进行处理。仪器诊断及监测方法在对仪器进行诊断的过程中相关人员要对定期监测内容进行明确对定期检测中的测振仪状况指标进行调节狈目量振动状况。上述监测的过程中主要是对振动速度及振动位移的监测完成振动位移的提升。在对上述异常进行处理的过程中到预测系统需要对数据信息定期采集依照振动诊断分析软件对频谱状况进行明确观察频域幅值状况及时域状况对故障部位进行明确。
2 注水泵机组故障特征分析
在对注水泵机组故障进行分析的过程中相关人员要对信号分析处理及状态监测中的各项内容及特征参数变化状况进行控制要依照特征参数状况与设备要求状况对比结果观察设备运行是否正常。在故障特征分析的过程中， 旦发现注水泵故障时相关人员要对其故障性质及故障程度进行诊断要对发生原因及发生部位进行明确从根本上预测和及时控制故障状况。当前注水泵在使用的过程中主要存在以下故障其振动特征具有明显典型性。
2.1 不平衡故障
注水泵旋转机械在操作的过程中非常容易出现振动不平衡现象导致旋转体轴心周围不均匀造成旋转同步振动效果受到制约。不平衡主要是由于旋转质量分布不均匀或旋转过程中离心力不均衡引起的振动失衡现象振动噪声较大。不平衡故障中设备径向振动较大具有稳定的基频高峰触向振动幅度较大。该振动的过程中时域波形一般为稳定的周期波形。
2.2 电磁振动
电磁振动主要是由于机械转动过程中机械因素或电磁作用导致的振动现象。该故障主要是由于电源频率导致。电磁振动时域波一般不具有稳定的周期信号。
2.3 机械松动
机械松动主要是由于不牢固引发的在旋转频率中具有非常明显的特征振幅较大。导致机械松动的原因主要包括支承系统配合面间隙过大、固定螺栓强度不够、基础工程质量较差等。机械松动径向振动较大倍频成分较高轴向振动较小。该时域波形为不稳定的非周期信号。
2.4 基础松动
基础松动可以造成注水泵在使用的过程中出现机械无法旋转或旋转不均匀等障碍导致噪声的产生和机械的磨损。该种故障发生后会产生非常明显的垂直方向振动具有非常稳定的基频成分。该时域波形具有稳定的周期信号。
2.5 不对中故障。
不对中故障主要是在联轴器连接过程中中心连接不重合导致的现象，造成注水泵发生径向振动或轴向振动。当前在操作的过程中装机操作不良、机身内不对中故障径向振动大， 有稳定的基频倍频成分超过其它成分， 高次谐波成分较小轴向振动大。该故障中时域波形为稳定的周期波形。部应力没有彻底消除、管道附件安装质量不高等都可以在很大程度上导致不对中的产生。
3 结束语
在现场进行故障诊断应用的过程中相关人员要对注水泵各项指标进行严格控制对注水泵与自身电机之间进行检修舰察各项标准状况。要对振动频谱进行分析肪止出现严重的动态偏心状况。当存在摩擦现象时要及时停机检查。要对电机进行检修对出现磨损及不均匀现象进行严格控制及时调整电机气隙提升轴瓦与电机之间的配合效果。
对注水泵进行状态监测可以及时预防和发现注水泵可能出现的各项故障降低上述故障对油田开采的影响。除此之外对注水泵状态监测及故障诊断还可以及时对设备进行检修肪止设备运行状况恶化造成设备损坏。
参考文献：
1.张海波， 王会山， 汤洪刚， 等状态监测技术在油田机泵设备中的应用环节特点分析中国设备工程， 2013.05