隔膜泵故障分析和解决措施

田晓龙 马玉琴 李梦洁 张保利(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂，陕西西安710021)

隔膜泵故障分析和解决措施

田晓龙 马玉琴 李梦洁 张保利(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂，陕西西安710021)

在采气生产过程中，为防止井口及管线发生水合物堵塞，常用机械注入甲醇的方法来防止水合物的生成。本文主要介绍了隔膜泵的结构特征、性能特点、应用情况，并通过对隔膜泵现场应用出现的故障进行分析，从根本上找出故障发生的原因，排除故障，解决了隔膜泵应用及维修中存在问题，对隔膜泵现场操作及维修保养具有一定的指导作用。

隔膜泵；故障排除；解决措施

从气田大面积开发以来，为防止井口和管线出现水合物堵塞现象，普遍使用了以柱塞注醇泵为机械加注甲醇的工艺方法来防止水合物的形成。

2006年以来，一种新的隔膜式计量泵首次被气田所引进.，相继各作业区开展了该类型隔膜泵的应用及柱塞注醇泵的改造进程。

1 泵的结构和工作原理

1.1 泵的结构

隔膜泵主要由防爆电机、减速机构、行程调节机构、内循环压力平衡系统、泵头、隔膜腔室、进出口阀组等组成。对原有宁波柱塞泵的改造主要是更换了隔膜泵头及附助系统。

1.2 工作原理

电动机经联轴器与蜗杆连接，并带动蜗杆、N形轴运转，N形轴通过连杆带动柱塞径向往复位移运动。当柱塞向后移动时，液压腔内产生负压，使膜片向后挠曲变形，介质腔也产生负压，此时出口单向阀关闭，进口单向阀打开，介质吸入介质腔内，柱塞至后始点时，吸液过程结束；当柱塞向前移动时，液压腔中的液压油推动膜片向前挠曲变形，介质腔容积减小，压力加大，使进口单向阀关闭，出口单向阀打开，介质排出介质腔进入出口管道，柱塞连续往复运动，泵即可连续输送介质。当转动该泵上部的调节手柄时，N形轴可使安装于曲轴上的滑块偏心量发生变化，使柱塞行程发生改变，可在0-100%范围内无级调节甲醇注入量。

2 隔膜泵运行效果

（1）改造后的隔膜泵可以长期连续使用，在零泄漏的工况下输送甲醇，无有毒介质挥发排放，泵房的空气质量明显得到改善。

（2）所有易损件的更换不少于一年（包括柱塞、膜片、进出口阀组、二阀组、柱塞密封件等），有效降低了生产维护成本。

（3）能以管道承压为局限任意调节二阀组起跳压力，控制泵的最高输出压力，提供了输出压力的二次超压保护，提高了泵的安全系数及出口管线安全阀的报废频次，延长校验周期。

（4）维修频次较低，日常维护工作量大为减少，员工劳动强度明显降低。

3 隔膜泵故障判断及解决措施

3.1 低温不上量

按照常见故障排除方法进行故障解决后，经试运行，该泵可以建压但不上量，故障仍未能排除。经检查，二阀组回油管出现液压油冰柱，经过清洗仍不上量，初步判断为液压平衡系统未能实现自动补油，致使液压腔室无足够液压油补充，不能满足正常调压下的使用需求。

解决措施：L-HV32#抗磨液压油的凝点为-30℃，对该泵更换32#液压油后，满足了使用要求。

3.2 二阀组失效导致无法建压

依据常见故障进行排除后，经试运行，仍然达不到使用要求。重新调整压力平衡系统后，将二阀组调至最大工作压力，仍不能达到使用要求。初步判断为二阀组弹簧刚度变小，造成二阀组工作的不稳定性，导致隔膜泵压力无法调整至使用要求。

解决措施：更换二阀组弹簧后，经调试满足使用要求。

3.3 流体破坏双单向阀导致泵出口压力不稳

隔膜泵故障异常，出口压力忽高忽低，无法稳定。按照常见故障排除方法对出口阀组进行了清洗，更换阀座一组，经试运行故障仍未排除。

解决措施：清洁隔膜泵进口管线的“Y”型滤芯及进出口阀组，更换出口阀组的5只受损垫片，经调试压力稳定，满足现场使用要求。

3.4 液压油持续损耗

泵补油池液压油持续下降，进行补加后，该现象依然存在，观察无外漏、压力正常、排量正常。

解决措施：更换膜片，将泵头螺栓对称均匀受力安装，轮流拧紧，测量法兰间隙一致，泵头无泄漏，观察一个月，运行正常。

3.5 低排量打压困难

泵在运行过程中出现高排量打压正常上量，低排量无法打压上量的情况。.

解决措施：更换补油阀座后，经调试运行正常。

4 运行中的共性问题

隔膜泵的使用，各集气站普遍反映使用情况良好，维修频次低，但存在低行程时不上量以及排量不易确定的问题。

不同型号隔膜泵在不同地形应用时排量与泵头压力有密切关系。管线无较大起伏，高程缓慢增加的气井，隔膜泵建压较为容易，行程调为10%时，可满足现阶段多数气井注醇的压力需求；管线有较大起伏，高程突然增大的气井，隔膜泵建压较为困难，行程调为30%时，可满足多数气井注醇压力的需求。

5 结语

通过对多台隔膜泵在现场的应用情况分析，我们提出以下几点建议，使其更好的应用在生产过程中。

（1）加强隔膜泵输送介质（甲醇）的过滤，定期清洁进口“Y”型过滤器，降低进出口阀组的磨损，确保清洁介质输送。

（2）加强隔膜泵的操作管理，做到“0”排量启泵，逐步上调满足现场使用要求，降低机件磨损及膜片冲击和能耗消耗，避免不必要的损失。

（3）改进变速箱与补油池的密封结构，最好采用双密封，降低因油封磨损或损坏而导致润滑油窜入液压油补油池降低隔膜泵的输送效率，同步降低该类问题的维修频次。

（4）改进隔膜泵头与补油池的密封结构，最好能在泵头或补油池本身加装密封部件，减少液压油的漏失。

（5）加装膜片破裂电子监测装置，提高故障的精准监测，提高隔膜泵工艺运行的可靠性。

田晓龙（1987-）男，汉族，甘肃庆阳人，助理主办，主要从事人力资源管理工作。