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摘 要：近年来，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也突飞猛进。油田不断深入开发，大港油田逐渐进入三次采油阶段，即通过向地层注入聚合物等其他工作剂来开采地层深处剩余油的方法。目前采油三厂使用的注聚合物泵主要型号是T52J-15/35型，该种泵由动力端、液力端和电机组成。其工作原理是：由电动机经皮带轮传动带动曲轴做回转运动，曲轴通过连杆带动十字头柱塞做往复运动。通过柱塞往复运行使泵容积腔容积发生变化，达到吸排液的目的，从而起到输送液体的作用。在管理、维护注聚泵的过程中，总结出一些管理、维护注聚泵的经验，特别是对烧轴瓦、泵整机振动、烧皮带等故障的现象、原因判断、处理措施等方面均有一定探索，希望对于延长注聚泵的使用寿命，降低设备维修费用有所帮助。
关键词：注聚泵；常见故障；日常管理
引言
聚合物驱油是我国最先发展，并且进入大面积工业化推广阶段的三次采油技术，其在老油田开发中后期的稳产、增产作用日益凸显。注聚泵作为聚合物驱油的主要设备，在油田聚合物驱油现场，得到广泛应用。注聚泵泵阀是主要的易损件，维修难度大。通过介绍注聚泵泵阀故障诊断装置及其应用效果，为岗位员工安全、快捷地维修注聚泵提供了较好的借鉴。
1 概述
注聚泵属于容积式柱塞泵，在油田聚合物驱油现场，注聚泵因其具有增压范围大、对聚合物溶液剪切小等优点而被广泛采用。电动机带动皮带旋转，使曲轴旋转，曲轴旋转带动连杆，使连杆绕着曲轴的连杆颈旋转，将旋转运动转化成连杆的往复运动，液力端的工作腔容积发生变化，在压差的作用下，液力端的三组或五组吸、排液阀组实现液体的吸入和排出的功能。注聚泵的吸、排液阀的结构相同，由阀体、凡尔、弹簧三部分组成，在吸、排液阀之间有阀座，起支承和分隔吸、排液阀的作用并构成工作腔。阀座中部有长圆孔，通过外部定位销可将阀座固定住。整个阀组均为不锈钢或合金钢制造。注聚泵在运转过程中，泵吸入、排出阀的弹簧和凡尔在连续交变载荷作用下极易发生故障。在低负荷状态下，凡尔和弹簧的使用寿命可达半年以上，但在高负荷状态下，使用寿命不到一个月。当泵阀出现故障时，泵出口流量计显示泵排量降低，需要进行检修，检修前要判断故障部位以节省操作时间，以往检修首先用螺丝刀接触液力端总成听取弹簧、凡尔工作的声音来判断故障部位，此法对操作者的经验、技能水平和听力要求极高，且泵房有多台泵同时运转，干扰大、误差大。若是因为阀组内部渗漏而造成排量降低，则根本无法准确判断出哪个阀组有渗漏。最终只能整体拆解阀组找出故障部位并检修。整体拆解法弊端较多，因长时间停泵造成溶液的连续注入被切断，代之以水顶替，降低了水油流度比、驱替效率和波及体积，直接影响受益油井的增油量。同时拆装了并未损坏的泵阀，造成弹性胶圈的损耗和液力端缸体的磨损及密封性能的下降，泵的容积效率和总效率降低。另外，因维修时间过长，严重影响注聚时率，员工劳动强度增大。
2 改进方法及工作原理
在保证注聚泵总体结构不变的前提下，通过改进阀座定位销和加装引压装置，并连接压力表，在泵运转状态下，通过打开或关闭引压装置控制阀并将所显示的压力与泵进出口压力比对，实现不停泵快速判断泵阀故障部位的功能。在停泵状态下，此装置还可实现不直接拆解泵，通过开关引压装置控制阀并观察放空管见液情况，快速、准确判断阀或阀组渗漏具体部位的功能，避免了逐个检查阀组造成的工时浪费。具体改进方法：将注聚泵液力端的凡尔座定位销中心打孔，尾端加厚固定于液力端总成上，定位销与引压装置的高压软管采用螺纹连接，为提高密封性能，可采用锥管螺纹。高压软管另一端与控制阀门和无缝钢管制成的引线管相连，后端连接压力表和放空阀，为提高安全性，避免高压软管摆动，需将引线管固定于地面或来液汇管上。基本原理：注聚泵运转时，阀座工作腔压力与吸、排液阀的工作压力是对应关系，当吸液阀打开时，阀座工作腔压力显示的是进口压力；当排液阀打开时，阀座工作腔压力显示的是出口压力。泵阀组工作时吸、排液阀会快速连续吸入排出液体，压力表与定位销之间有管路连接，壓力显示存在滞后，压力表指针在正常条件下应呈短间隔的摆动，这是正常工况；如果压力显示与出口压力持平，则排出阀的凡尔或弹簧损坏；如果压力显示与进口压力持平，则吸入阀的凡尔或弹簧损坏。在停注聚泵不拆解泵阀时，如果压力表的放空管连续见液且无泡沫则吸入阀存在渗漏；如果压力表的放空管连续快速见液且有较多泡沫则排出阀存在渗漏。通过观察工作腔压力的变化和放空管见液情况可以准确判定阀或阀组损坏或渗漏的具体部位，为高效率的检修打好基础。
3 注聚泵液力端的设计方案
作为三次采油重要设备之一的注聚泵，其性能和可靠性是非常重要的指标。然而，从近几年注聚泵的运转情况来看，无论是进口的泵还是国产泵，都表现出对聚合物这种高粘度，长分子链物质的不适应性，表现为容积效率低，自吸能力差，粘度降解大，性能不稳定，可靠性不高。
为了能开发出高效注聚泵，满足注聚的需要，本研究在设计时，从认识聚合物介质的流体特性入手，对注聚泵液力端有关结构进行改进设计。
3.1 聚合物母液的流动特性分析
聚合物母液是一种非牛顿流体，分子链长。因此，在流动过程中，有“抽丝”现象，又象流体乱麻，尤其是在改变流动方向或分流时更有“抽丝”特征。直角分流有“抽丝”现象，对流动不利。直角转弯将有“抽丝”现象，而带有滞留区（即死水区）的直角转弯将有两处“抽丝”，流动更加受阻。只有缓慢转弯流动无“抽丝”现象，对聚合物流动有利。根据上述分析可以认为，目前在用泵在设计时没有充分认识到这种流体的特性，是出现各种问题的重要原因。
3.2 注聚泵液力端的改进设计
前面已经提到，目前在用泵存在着容积效率低，对聚合物粘度降解大，漏失严重，可靠性差等问题。而导致这些问题的原因在于设计时没有充分地考虑到聚合物这种介质的特殊性，还是以水作为设计试验介质，因而就不可能很好地适应注聚合物三次采油工艺的需要。
本研究在设计时，针对聚合物这种特殊介质，分析在用泵存在的问题，着重考虑了如下几方面的技术关键：
①当聚合物流经泵阀时，阀应该能起到引导流体的作用，使流动顺畅，避免“抽丝”和降解。经过分析和进行对比试验，得到了注聚泵的容积系数（ηV）随不同角度锥阀的变化规律。这样就得到了理想的导流型阀，其导流性好，对聚合物降解也低。
②在进出口阀弹簧的匹配的方面，通过分析和对比试验，优选出了合适的匹配关系。根据目前泵的吸入压力P1=0.03～0.15MPa、出口压力P2=16MPa的工况，进出口弹簧一般分别取4.0kgf/cm及7.0kgf/cm是比较理想的。
结语
注聚泵在运转过程中，泵吸、排液阀在连续交变载荷作用下极易发生故障，单纯依靠经验判断故障部位和整体拆解来检修泵阀，操作时间长、劳动强度大、准确率低，影响注聚时率，造成注聚井压力波动。注聚泵泵阀故障诊断装置具有操作时间短、劳动强度低，准确率达100%的特点。应用故障诊断装置后，检修注聚泵泵阀变得更加安全、准确和快捷。相信，注聚泵泵阀故障诊断装置的推广应用，必将对油井的稳产、增产，提高油井最终采收率起到积极的作用。
参考文献
[1]李杰训.聚合物驱油地面工程技术[M].北京：石油工业出版社，2008，10，115-19.
关键词：注聚泵；常见故障；日常管理
引言
聚合物驱油是我国最先发展，并且进入大面积工业化推广阶段的三次采油技术，其在老油田开发中后期的稳产、增产作用日益凸显。注聚泵作为聚合物驱油的主要设备，在油田聚合物驱油现场，得到广泛应用。注聚泵泵阀是主要的易损件，维修难度大。通过介绍注聚泵泵阀故障诊断装置及其应用效果，为岗位员工安全、快捷地维修注聚泵提供了较好的借鉴。
1 概述
注聚泵属于容积式柱塞泵，在油田聚合物驱油现场，注聚泵因其具有增压范围大、对聚合物溶液剪切小等优点而被广泛采用。电动机带动皮带旋转，使曲轴旋转，曲轴旋转带动连杆，使连杆绕着曲轴的连杆颈旋转，将旋转运动转化成连杆的往复运动，液力端的工作腔容积发生变化，在压差的作用下，液力端的三组或五组吸、排液阀组实现液体的吸入和排出的功能。注聚泵的吸、排液阀的结构相同，由阀体、凡尔、弹簧三部分组成，在吸、排液阀之间有阀座，起支承和分隔吸、排液阀的作用并构成工作腔。阀座中部有长圆孔，通过外部定位销可将阀座固定住。整个阀组均为不锈钢或合金钢制造。注聚泵在运转过程中，泵吸入、排出阀的弹簧和凡尔在连续交变载荷作用下极易发生故障。在低负荷状态下，凡尔和弹簧的使用寿命可达半年以上，但在高负荷状态下，使用寿命不到一个月。当泵阀出现故障时，泵出口流量计显示泵排量降低，需要进行检修，检修前要判断故障部位以节省操作时间，以往检修首先用螺丝刀接触液力端总成听取弹簧、凡尔工作的声音来判断故障部位，此法对操作者的经验、技能水平和听力要求极高，且泵房有多台泵同时运转，干扰大、误差大。若是因为阀组内部渗漏而造成排量降低，则根本无法准确判断出哪个阀组有渗漏。最终只能整体拆解阀组找出故障部位并检修。整体拆解法弊端较多，因长时间停泵造成溶液的连续注入被切断，代之以水顶替，降低了水油流度比、驱替效率和波及体积，直接影响受益油井的增油量。同时拆装了并未损坏的泵阀，造成弹性胶圈的损耗和液力端缸体的磨损及密封性能的下降，泵的容积效率和总效率降低。另外，因维修时间过长，严重影响注聚时率，员工劳动强度增大。
2 改进方法及工作原理
在保证注聚泵总体结构不变的前提下，通过改进阀座定位销和加装引压装置，并连接压力表，在泵运转状态下，通过打开或关闭引压装置控制阀并将所显示的压力与泵进出口压力比对，实现不停泵快速判断泵阀故障部位的功能。在停泵状态下，此装置还可实现不直接拆解泵，通过开关引压装置控制阀并观察放空管见液情况，快速、准确判断阀或阀组渗漏具体部位的功能，避免了逐个检查阀组造成的工时浪费。具体改进方法：将注聚泵液力端的凡尔座定位销中心打孔，尾端加厚固定于液力端总成上，定位销与引压装置的高压软管采用螺纹连接，为提高密封性能，可采用锥管螺纹。高压软管另一端与控制阀门和无缝钢管制成的引线管相连，后端连接压力表和放空阀，为提高安全性，避免高压软管摆动，需将引线管固定于地面或来液汇管上。基本原理：注聚泵运转时，阀座工作腔压力与吸、排液阀的工作压力是对应关系，当吸液阀打开时，阀座工作腔压力显示的是进口压力；当排液阀打开时，阀座工作腔压力显示的是出口压力。泵阀组工作时吸、排液阀会快速连续吸入排出液体，压力表与定位销之间有管路连接，壓力显示存在滞后，压力表指针在正常条件下应呈短间隔的摆动，这是正常工况；如果压力显示与出口压力持平，则排出阀的凡尔或弹簧损坏；如果压力显示与进口压力持平，则吸入阀的凡尔或弹簧损坏。在停注聚泵不拆解泵阀时，如果压力表的放空管连续见液且无泡沫则吸入阀存在渗漏；如果压力表的放空管连续快速见液且有较多泡沫则排出阀存在渗漏。通过观察工作腔压力的变化和放空管见液情况可以准确判定阀或阀组损坏或渗漏的具体部位，为高效率的检修打好基础。
3 注聚泵液力端的设计方案
作为三次采油重要设备之一的注聚泵，其性能和可靠性是非常重要的指标。然而，从近几年注聚泵的运转情况来看，无论是进口的泵还是国产泵，都表现出对聚合物这种高粘度，长分子链物质的不适应性，表现为容积效率低，自吸能力差，粘度降解大，性能不稳定，可靠性不高。
为了能开发出高效注聚泵，满足注聚的需要，本研究在设计时，从认识聚合物介质的流体特性入手，对注聚泵液力端有关结构进行改进设计。
3.1 聚合物母液的流动特性分析
聚合物母液是一种非牛顿流体，分子链长。因此，在流动过程中，有“抽丝”现象，又象流体乱麻，尤其是在改变流动方向或分流时更有“抽丝”特征。直角分流有“抽丝”现象，对流动不利。直角转弯将有“抽丝”现象，而带有滞留区（即死水区）的直角转弯将有两处“抽丝”，流动更加受阻。只有缓慢转弯流动无“抽丝”现象，对聚合物流动有利。根据上述分析可以认为，目前在用泵在设计时没有充分认识到这种流体的特性，是出现各种问题的重要原因。
3.2 注聚泵液力端的改进设计
前面已经提到，目前在用泵存在着容积效率低，对聚合物粘度降解大，漏失严重，可靠性差等问题。而导致这些问题的原因在于设计时没有充分地考虑到聚合物这种介质的特殊性，还是以水作为设计试验介质，因而就不可能很好地适应注聚合物三次采油工艺的需要。
本研究在设计时，针对聚合物这种特殊介质，分析在用泵存在的问题，着重考虑了如下几方面的技术关键：
①当聚合物流经泵阀时，阀应该能起到引导流体的作用，使流动顺畅，避免“抽丝”和降解。经过分析和进行对比试验，得到了注聚泵的容积系数（ηV）随不同角度锥阀的变化规律。这样就得到了理想的导流型阀，其导流性好，对聚合物降解也低。
②在进出口阀弹簧的匹配的方面，通过分析和对比试验，优选出了合适的匹配关系。根据目前泵的吸入压力P1=0.03～0.15MPa、出口压力P2=16MPa的工况，进出口弹簧一般分别取4.0kgf/cm及7.0kgf/cm是比较理想的。
结语
注聚泵在运转过程中，泵吸、排液阀在连续交变载荷作用下极易发生故障，单纯依靠经验判断故障部位和整体拆解来检修泵阀，操作时间长、劳动强度大、准确率低，影响注聚时率，造成注聚井压力波动。注聚泵泵阀故障诊断装置具有操作时间短、劳动强度低，准确率达100%的特点。应用故障诊断装置后，检修注聚泵泵阀变得更加安全、准确和快捷。相信，注聚泵泵阀故障诊断装置的推广应用，必将对油井的稳产、增产，提高油井最终采收率起到积极的作用。
参考文献
[1]李杰训.聚合物驱油地面工程技术[M].北京：石油工业出版社，2008，10，115-19.