注聚泵泵阀故障压力诊断方法与提质增效实践

孔红芳（大港油田第五采油厂）

1 技术介绍

聚合物驱是提高油藏最终采收率的主要技术措施之一。自20 世纪50年代末、60年代初进行室内研究，1964矿场试验以来，经过几十年的发展，各油田已形成适合不同油藏的聚合物配制技术[1]。由动力端和液力端组成的注聚泵在聚合物驱中有着至关重要的作用，既要满足优良的吸入性、对聚合物低剪切性、高泵效，又要满足操作、维修简便的要求[2]。为达到使用要求，东北石油大学赵立新教授团队[3]对注聚泵过流部件的结构及材料进行了改进，单泵维修费用下降；中国石油大学王旱祥教授团队[4]设计出注聚装置各模块高效协同运行的连接方式及控制程序；周明阳[5]对大庆油田第六采油厂三种聚合物注入工艺进行分析，找到了节能降耗的环节，注聚单耗减少了0.06 kWh/m3；孔维海[6]应用变频技术控制注聚泵后，用电能耗下降了30.9%；潘晓冬[7-8]、刘海霞等提出了注聚泵泵阀故障的判别及维修方法。

2 压力诊断方法

常规的检测方法有两种：一种是接触式听力判断，即用合适的螺丝刀从泵体外侧液力端总成“听”凡尔、弹簧的声音来判断故障部位，此种方法对操作人员的现场经验要求较高，故障部位判断准确率低于20%；一种是整体拆卸逐一检查，将未损坏的部位逐一进行检查，工时长达5～6 h。

2.1 压力诊断装置

压力诊断装置[9]主要由压力表、表接头、阻尼器、弯头和定位器五部分组成注聚泵泵阀故障压力诊断装置示意图见图1。定位器内部为通孔，其作用是将阀座环形空间内的压力引出；中段为内侧带环型槽的厚壁螺母六方头，其作用放置尼龙密封圈；两侧为外螺纹，分别与泵头和弯头连接，弯头上端连接阻尼器和压力表，阻尼器上有旋钮，旋钮打开时压力表显示阀座工作压力，弯头底部设有放空阀。

图1 注聚泵泵阀故障压力诊断装置示意图

2.2 工作原理

利用阀座环形空间能反映吸入和排出阀的工作压力的特点，通过定位器将阀座环形空间的压力引出显示在压力表上，与进出口压力对比，通过判断压力表指针变化，实现故障部位的精准定位和检修。

2.3 安装操作

停泵放空后，拆下原阀座定位套。在泵阀故障压力诊断装置定位器环形槽内部填装密封垫，将定位器顺时针旋入泵头外侧的阀座定位孔并拧紧，弯头的压帽对准定位器，旋转压帽，使两者连接，调整弯头安装方向为出口朝上的垂直安装，紧固压帽，阻尼器装在弯头的出口末端并拧紧，阻尼器调节螺钉方向朝外且与液力端泵头外侧端面平行。压力表方向朝外且与液力端泵头外侧端面平行安装，旋紧压力表固定螺帽。

2.4 压力诊断方法

注聚泵出现泵出口排量下降现象时，不停泵的状态下，用平口螺丝刀逆时针拧开泵阀压力诊断装置的阻尼器调节螺钉。根据压力诊断装置压力表指针变化判断泵阀故障原因及具体部位，泵阀故障压力诊断方法流程图见图2。

图2 泵阀故障压力诊断方法流程图

1）检测装置显示，压力介于泵进口和出口压力值之间，且压力表指针均匀地上下摆动，可判断该组泵阀吸入端和排除端均无损坏，泵阀工作正常。

2）检测装置显示，压力接近泵进口压力值，且压力表指针在进口压力值附近上下摆动，可判断为该组泵阀为吸入端泵阀弹簧断。

3）检测装置显示，压力接近泵出口压力值，且压力表指针在出口压力值附近上下摆动，可判断该组泵阀为排出端泵阀弹簧断。

4）检测装置显示，压力接近泵进口压力值，且压力表指针在小于正常值附近上下摆动，可判断为该组泵阀为吸入阀漏失。

5）检测装置显示，压力接近泵出口压力值，且压力表指针在小于正常值附近上下摆动，可判断为该组泵阀为排出阀漏失。

当电动机频率过高，压力表指针变化不易观察，可将注聚泵频率下调至能清晰观察压力表指针变化为止，但不应小于15 Hz，单次频率下调的间隔不宜大于10 Hz，防止注入系统压力波动过大。

3 现场应用

注聚泵泵阀故障压力诊断方法，在12 台五柱塞注聚泵现场应用，故障诊断准确率由20%提高到100%。应用前需4人用时5～6 h维修，注聚时率降至91.7%，应用后只需2 人用时1 h 维修，注聚时率提升到99.2%。单台泵阀月均检修1 次，维修工时每台节约20 h/次，人工费用每人100 元/h，单泵年节约人工费用2.4 万元，12 台注聚泵年累计节约人工费用28.8万元。

4 结论

注聚泵泵阀故障压力诊断方法，根据注聚泵液力端的震动，压力表指针波动情况准确判断出泵阀故障原因及具体部位，克服了人工“听诊”和整体拆卸的不足；针对在役注聚泵吸入阀、排出阀弹簧和凡尔平均使用寿命为20～30 天的现状，分析了常规诊断和维修方法的弊端，提出了注聚泵泵阀故障压力诊断方法，现场应用后，维修工时由5～6 h 降至1 h，故障诊断准确率由20%提高到100%，注聚时率由91.7%提升到99.2%。