大型注水泵机组润滑管理探究

何欣++荆智泓++牛伟亮++牛若宇++孙希越

摘要：胜利油田海洋采油厂中心三号平台配置有7台离心式注水泵，总功率为13200kW。本文着重分析了影响注水泵润滑系统运行的各项因素，针对注水系统、润滑油系统存在问题，科学合理设计改造方案，使改造后的注水系统更加稳定。

关键词：注水泵 润滑 改造 设备管理

一、前言

随着埕岛油田海上油井开发速度的不断加快，注水量已无法满足地层对注入量的要求，地层欠注问题严重，地层压力得不到有效控制，注水压力日益加重。为进一步夯实以油田注水为核心的稳产基础，努力实现注足水、注好水、有效注水，按照现行“水即是油”的理念，中心三号平台注水系统在海上生产中发挥着极其重要作用。

平台注水系统由7台2DH-9.02型高压离心式注水泵机组、2座有效容积为500m3的注水罐和水泵/电机润滑油撬组成，担负着海上每天20000m3左右的注水量任务。针对润滑管理的研究探索，对中心三号注水系统的平稳运行具有深远的意义。

二、注水系统工艺流程及设备设施

2.1注水系统工艺流程

海三联来水管线及本平台处理合格污水管线分两路至公称容积为700m3的注水罐，注水罐出口有四条管线，分别去往四台调水泵；1#、2#注水泵；3#、4#注水泵；5#、6#及7#注水泵。7台注水泵出口流程管线汇至一支高压注水管线。高压注水管线分5路通过紧急切断阀控制外输至注水井组平台。在正常运行过程中，注水泵出口流量及压力通过变频器及安装在每台泵出口管线上的电动调节阀来进行调节。

2.2注水系统内润滑油流程

该注水系统采用强制润滑的冷却方式，润滑油泵将位于润滑油低架油箱的润滑油打压至注水泵及注水电机撬块内部，然后回流至低架油箱。

2.3注水系统主要设备设施

中心三号平台注水系统设计规模38000m3/d，由2座注水罐、7台注水泵、1套润滑油撬块、1台变频器、1台高压软启柜及配套流程组成。注水泵和注水电机润滑装置各1套，每套分别包括1座高架油箱、1座低架油箱、数台润滑油泵、管汇和仪表自控系统。

三、注水系统运行中出现的问题

中心三号平台注水系统投产以来，总体运行稳定，达到设计要求，通过合理的参数调节顺利完成了所属区块的注水任务，对保证地层压力，提高采收率提供了保障，但在生产运行中发现注水系统存在以下几项问题：

3.1润滑油乳化

在运行过程中我们发现润滑油出现了乳化现象，这对于设备稳定运行特别是轴瓦等摩擦副运行寿命构成了致命威胁，且已有两台注水泵的轴瓦出现了不同程度的磨损。油质含水检测已超出0.03%。

原因分析：润滑油乳化的原因是润滑油遇水发生了变质，经过对机组逐台检查我们发现：

1、大部分轴瓦腔上的轴承分隔器（其上安装有2处O型密封圈）不同程度出现了老化，造成密封效果降低，引起了泵前后端漏失水沿轴进入轴瓦腔，造成润滑油含水乳化。

2、平台选用的离心式注水泵采取填料密封方式，老式密封填料在磨损过度后会出现注水大量漏失。加重了润滑油含水乳化。

3.2润滑油撬块分离式设计造成应急处置困难

中心三号平台注水泵机组原润滑系统配置为7台注水泵使用同一个润滑油箱润滑，7台注水电机使用同一个润滑油箱润滑，2处润滑油箱集成一个润滑油撬块。这种设计虽然保证了油品不会互相污染，但也造成了应急处理困难的缺陷。如其中一处撬块由于电源故障或控制模块故障引发停机无法立即恢复时，则因润滑问题将导致注水系统停产。

原因分析：在撬块设计中未考虑一处润滑油撬块故障后如何快速恢复生产的方式。特别是在海洋石油平台这种特殊环境下，设备维修周期长，更是会放大故障的恶劣影响。

四、注水系统合理化改造措施

因平台注水采用陆地污水回注，回注水存在矿化度高，腐蚀性强的问题，容易产生结垢。在使用中7台注水泵的前后轴承密封盘根均出现漏失量增大的情况，严重时出现喷射状的水柱，经过多次更换不同型号的盘根，该问题依然无法有效解决。由于该注水泵采用的是独立强制润滑循环系统，系统配套的润滑油箱容积为5.8m3。密封盘根喷射出的污水经过轴承骨架密封渗入到轴承润滑腔内，造成润滑系统油箱内的润滑油进水，严重影响了注水泵机组的安全运行。

针对目前7台注水泵机组出现的问题，建议在机组前后轴承密封盘根处，制作一个对开式的环形卡套，内部沿内圈固定一根软性毛毡，让后通过连接螺栓将环形卡套固定在泵轴上，再通过卡套2端的固定销安装在泵体上，以便将顺着轴承盘根刺漏出的冷却水挡住，保护轴承润滑腔内润滑油再次窜水，造成的润滑油乳化问题。

为防止润滑油乳化现象恶化，平台采用真空滤油机对润滑油进行脱水和破乳。并采用便携式油质检测仪进行取样化验，防止因油质问题造成设备损坏。挡水环的设计有效的延长了轴承润滑油室分隔器的使用寿命，避免了润滑油室渗水问题，提升了润滑油油质安全基础，改善了设备构造的缺陷，经半年时间的验证，设计挡水环作用十分明显。

五、润滑系统管理探究

5.1改造潤滑油撬流程，实现注水系统高效稳定运行

为了解决润滑油撬块故障造成注水系统停产的缺陷，平台对注水系统的润滑油撬块进行流程改造，将注水泵润滑油箱与注水电机润滑油箱流程联通，实现2个润滑油箱可互为备用，当泵或电机的一处润滑系统出现问题后可转另一个润滑油箱继续注水泵的润滑，避免了停运注水泵对生产造成的影响，夯实了注水系统稳定运行基础。改造流程示意图如下：

5.2持续开展基础与提升性工作，坚持设备油水润滑日常检测管理

因平台注水泵机组的油水润滑采用一个润滑油撬块，平台重视润滑检测管理，经过对注水泵润滑油挡水环的改造后，平台坚持对注水泵润滑油进行油质检测，坚持使用真空滤油机对润滑油过滤，监控润滑油系统状态，做好注水泵润滑管理基础工作。

5.3持续开展设备优化运行摸索与技术创新工作

对平台注水系统的优化改造是一项长期不断创新的任务，平台坚持定期发动全员提建议，定期对注水泵优化调整，每日监控注水能耗变化，不断以创新改革、技术改造、优化模式来调控注水系统运行。