水平注水泵故障原因分析及其应对措施
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【摘要】水平注水泵在塔里木油田已广泛应用。本文针对塔中作业区某水平注水泵在运行时产生的故障进行了详细的阐述，并提出了相应的应对措施，为后续生产运行提供了较好的指导意义。
【关键词】注水泵；故障；分析; 方案
0.引言
自2011年塔中作业区某区块注水系统投运以来，水平注水泵先后多次出现问题而导致注水间歇性的停止。在运行近两年的时间内，我们对现场问题进行了摸索及总结，并将宝贵经验很好的应用到了其它注水区块。
1.现场工况
1.1水平注水泵工作原理
水平注水泵是一种多级离心泵，它是由电动机带动轴上的叶轮高速旋转时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级叶轮。这样，逐次地流过所有叶轮和导壳，进一步使液体的压能增加。液体就这样逐级流过泵内所有的叶轮和导流，经逐级压能叠加后使出口获得一定的压能。
1.2水平注水泵系统组成
塔中某水平注水泵整体泵采用撬装结构，在保证整体刚性的前提下，可以根据需要随意吊装迁移。其结构主要由控制柜、电机、电机底座、联轴器、吸入总成、水平泵、泵支承及混泥土基础或钢架基础等八部分主成。
1.3水平注水泵运行工况
正常运行时该注水泵入口压力为0.3Mpa，泵出口压力为23Mpa，井口压力为22Mpa。工艺系统设置过载、欠载、入口压力及泵出口温度保护。
2.水平注水泵常见故障
塔中油田水平注水泵在投运以来先后因各种原因多次停泵，常见故障主要有过载停泵、欠载停泵、泵体发热及运转过程中发生振动和异响。通过在运行中进行摸索和实践，我们对各种故障进行了原因分析及经验总结，下面将进行详述。
2.1故障原因分析
2.1.1过载停泵
启动延时短、过载设置过小。因为受仪表信号、工艺条件影响，注水泵在启动过程中可能会有假信号，而在运行中很快就能够恢复正常。如果延时过短，而过载值又偏低注水泵会因短时间内检测到实际电流高于过载电流保护值而保护停泵。
机械故障。在水平注水泵运行过程中如果发生卡阻现象将会导致注水泵过载而连锁停泵。造成机械故障的可能原因有电机轴承或吸入轴承有死点，液导轮间卡死或者导轮与壳体之间有相对滑动。
电网电压太低。电压低导致电机输出功率达不到额定值，扭矩减小，如果仍要带额定负载就会使的电机工作电流增大，转速下降，温度上升。如果电压过低，工作电流就会急剧增大，电机温度也会骤升，当电机无过流保护装置时，电机会发生堵转，温度急剧上升，电机很快就会烧毁。塔中油田注水泵装有过流保护装置，当电流过载时，注水泵连锁停运。
人为控制因素。启泵时，如果操作人员将泵出口阀门开度控制过大，就会造成泵的流量和功率在启动时都会很大，而电机以及泵的转动部分从静止到高速运转，需要很大的加速度，这样势必会造成启动电流大而过载停泵。
2.1.2欠载停泵
启动延时短、欠载设置过高。如果启动延时设置过低，而欠载值又偏高，注水泵会因短时间内检测到实际电流低于欠载电流保护值而连锁停泵。
机械故障。如果注水泵在启动或者运行过程中发生泵轴断裂，将会导致注水泵出口压力变小或者为零，同时也会产生电机电流变小，泵温升高等现象。随着注水泵的运行电流值下降，当运行电流值降到欠载保护值以下时，注水泵将会因欠载保护而连锁停泵。
其它原因。净水罐罐内积沙太多、注水泵入口闸阀闸板脱落而导致来水压力不够以及注水泵出口单流阀舌片处堵塞、出口阀门开度过小、井口压力高于泵压等现象都会导致注水泵排量下降。此时电流值也会随着注水泵排量的下降而下降。当运行电流值降到欠载保护值以下时，注水泵将会因欠载保护而连锁停泵。
2.1.3注水泵局部发热
注水泵出口段发热无异响。这种情况主要是由于井口压力等于或高于注水泵出口压力，导致注水较困难所致。当泵出口端温度高于设定值70℃时，温度保护停泵。其次，注水泵出口阀门开度过小或结垢使排水量过小也会导致泵出口段发热。
注水泵局部发热伴且有异响。此情况多半为泵壳与叶轮导壳发生摩擦。注水泵每一节导壳是由前后压紧环进行固定的，正常情况下注水泵叶轮在导壳里进行运转，导壳是固定不动的。当局部某一节管段，如果其前后端压紧环发生腐蚀，就会造成泵壳与叶轮导壳之间发生摩擦进而产生高温。其次，启泵时，如果未放空，叶轮未完全被水浸没，也会导致局部气馈和水击，造成泵内产生剧烈的噪音和振动，叶轮局部温升。
2.1.4振动和异响
当注水泵或电动机转子不平衡、联轴器不对中或松动、泵轴弯曲、轴承磨损、注水泵基础不稳固，地脚螺栓松动、管道支架不牢固或发生气蚀现象时都有可能造成注水泵发生振动或异响。
3.解决方案
3.1过载处理方法
过载延时值如果过短，可将中控启动延时调至10秒。若过载值设定过低，正常启动注水泵时，首先将过载值设定值最低值“2”，待注水泵运行平稳后再将其过载值调整至正常工作电流的1.2倍。电压电网过低可调整变压器挡使其达到380v-400v左右并重新合闸测三相电压使之平衡。如若泵轴弯曲、轴承磨损或损坏应及时调整泵轴，更换轴承。
3.2欠载处理方法
过载延时值如果过短，可将中控启动延时调至10秒。若欠载电流值设定过高，正常启动注水泵时，首先将欠载值设定值最低值“2”，待注水泵运行平稳后再将欠载值调整者正常工作电流的0.8倍。注水泵出口排量过低，如果是泵入口供水不足，可调整喂水泵流量、清理泵入口过滤器，如果是出口阀门开度过小，可将出口阀门适当进行调整。如果泵轴在运行过程中断裂需立即进行更换。
3.3泵局部发热处理方法
如果泵出口段局部发热但出口段前段无异响，则说明是注水泵排量偏小或水不能够正常注入。此时应当适当调高注水泵频率，使泵压高于井口压力，保证水的正常注入。其次，应当检查泵出口阀门是否结垢堵塞，如若结垢，及时停泵进行清理。如果局部发热并伴有噪音应当立即停泵进行检查，若是泵壳前后端压紧环损坏或被腐蚀应当立即进行更换。另外，启泵时，一定要注意进行排空，防止注水泵发生气蚀，也减少震动对设备的损伤。
3.4振动和异响处理方法
首先，检查并紧固管道支架，确保支架稳固。检查注水泵基础是否稳固，如果因地脚螺栓松动而导致基础不牢应立即进行紧固。调整泵出口阀门开度，合理控制泵的工作点，如果仍不能消除，必须进行停泵检查处理。检查清除叶轮、进口管线及泵前过滤器的堵塞物，检查并确认注水泵或电动机转子是否不平衡，如若不平衡重新找平衡；检查联轴器是否对中，如若有问题进行对中或重装联轴器。启注水泵前先打开泵出口放空阀，通过启动进口供水泵排净注水泵内空气。
4.总结
（1）通过掌握塔中油田某注水泵常见故障处理方法，在注水泵遇到问题时我们能够及时进行分析处理，保障了注水工作的正常进行。本文中该注水泵主要依托两口注水井为塔中某区块进行注水，若停注一天，将会影响注水近百方，这无疑会对替油工作带来严重影响。
（2）注水工作将是油田的增产的重要措施。通过对该注水泵运行中产生的故障进行分析总结，我们获得了宝贵的经验，并在其它区块注水泵运行维护方面得到了较好的应用。 [科]
【参考文献】
［１］万仁溥.采油工程手册［M］.北京：石油工业出版社，2001：1060－1085.