摘要：柱塞式往復注水泵是油田生產中重要的設備之一，在日常的運行中因水質差異，導致注水泵易損件消耗周期短，維修頻次高。本文結合柱塞式注水泵使用過程中液力端配件損耗及更換周期短的問題，對液力端密封潤滑進行改進，延長液力端易損件使用壽命，具有一定的推廣價值。
關鍵詞：注水泵液力端;改造;潤滑;密封;評價
0 引言
柱塞式往復注水泵在長慶油田采油工藝中主要是用于對地層注水，保持地層壓力，對于提高采油效率有重要意義。注水泵在日常運行中，其液力端的配件因輸送水質的不同，更換頻次周期又很大差異，如何提高柱塞式往復注水泵液力端使用介質的能力，對長慶地滲透油田采油有重要意義。
1 注水泵使用現狀
在石油勘探開發(fā)過程中，油田注水設備通常采用往復式注水泵，特別是在采出水回注過程應用的污水回注泵，因油田采出水的腐蝕性及含顆粒物性質，往復式注水泵密封效果變差且填料等易損件消耗較大，維修頻次較高[1]。
1.1 使用現狀
由表 1 可以看出，輸送介質對往復式注水泵液力端配件使用壽命、維修周期影響大;采油過程分離出的采出水含有多種雜質對液力端的配件腐蝕、磨損，加速易損件的損壞。
1.2 原因分析
以寶雞航天動力有限公司的注水泵為例，液力端主要部件：中間桿、柱塞、密封函體、導油環(huán)、盤根、盤根壓帽、多孔閥等組成。采出水含多種鹽、沙等雜質加速柱塞、盤根、多孔閥的磨損腐蝕。
2 液力端密封潤滑改進
2.1 密封的原理
盤根填料的密封原理主要取決于迷宮效應和軸承效應。迷宮效應 ：軸在微觀下表面非常的不平整，與盤根只能部分貼合，而部分未接觸，所以在盤根和軸之間有微小的間隙，像迷宮一樣，帶壓介質在間隙中多次被節(jié)流，從而達到密封的作用。軸承效應：在盤根填料和軸之間存在著一層薄液膜，使盤根填料和軸類似于滑動軸承，起到了一定的潤滑作用，從而避免了盤根和軸的過度磨損[2]。
2.2 密封潤滑改進
根據盤根填料密封原理，解決腐蝕性強、含顆粒雜質高的液體，需要在軸承效應上做改進，增加外部油潤滑循環(huán)系統(tǒng)，這樣子使盤根調料與柱塞之間薄油膜不失效，及時將油膜中微小的顆粒在循環(huán)系統(tǒng)中過濾出來，從根本上解決密封潤滑問題。
如圖 1 所示 ：增加外部油潤滑循環(huán)系統(tǒng)，主要由齒輪油泵、 調壓閥、 分油器、 密封函體、柱塞、過濾器、潤滑油箱、油管等組成。
2.3 盤根函體結構優(yōu)化
注水泵液力端密封配件改進 ：密封函體加深，V 型填料密封、導向環(huán)組件、導油環(huán)和潤滑管路、增壓泵組成強制循環(huán)潤滑系統(tǒng)以及柱塞改為螺紋連接方式。具體實現方式如圖 2 所示。
3 安裝方式及工作原理
V 型密封填料、導向環(huán)、導油環(huán)均安裝在柱塞與函體的徑向之間，從密封函體由里及外依次安裝導向環(huán)+填料+導油環(huán)+定位套+調節(jié)螺母，在密封含體對應導油環(huán)位置頂部側面開注油孔，通過注油管路連接增壓注油泵出口，經注油孔將潤滑油，通過導油環(huán)進入柱塞表面。齒輪油泵進行加壓循環(huán)給注水泵液力端柱塞表面形成壓力油層，使柱塞與盤根間隙的潤滑油壓力得到了數倍的增加，使?jié)櫥陀心芰康竭_最末端的潤滑點，起到密封潤滑作用。潤滑油經齒輪油泵提壓，經過過濾器器到各柱塞，通過柱塞間隙返回潤滑油箱，完成一個潤滑循環(huán)過程。
4 改造效果分析
按照上述技術方案，學莊作業(yè)區(qū)胡四聯先后于 2018 年 4 月、2018 年 6 月 對 1#、6# 注 水泵進行改造，改造后其主要配件更換周期大幅縮減，詳見表 2。
表 2 注水泵密封潤滑改造應用主要配件更換周期對比表
從表 2 可以看出，胡四聯注水泵應用強制潤滑綜合改造技術，注水泵在工況基本相同，介質變化不大的情況下，截止目前其柱塞更換周期從 60 天大幅延長至 330 天，壽命提高 5 倍 ;
密封填料周期從10天提升至40天，提高4倍。從表3可以看出，每臺泵改進后一年可節(jié)約35513 元，具有較好經濟效益。
5 結語
(1)往復式注水泵潤滑式密封結構，實現了柱塞與密封填料間隙的注油強制潤滑，保證柱塞與填料間形成油膜，具有良好的密封潤滑效果。
(2)強制潤滑功能的實現，可提高注水泵液力端柱塞、調節(jié)螺母、密封填料的使用壽命，具有明顯的經濟效益。
(3)強制潤滑綜合改造可有效減少設備故障率，降低注水泵維修頻次，減輕員工勞動強度，有效提高往復式注水泵的適應性并降低運行管理成本。
參考文獻 ：
[1] 吳廣洲. 往復式注水泵液力端技術改造的應用及效果評價 [J].2019(01):220-221.
[2] 胡建新，徐建起，張偉. 柱塞式注水泵技術改進與應用分析[J]. 石油和化工設備，2020(06):122-123.
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