新型无液力平衡增压注水泵的应用评价

摘 要：文章简要回顾了增注泵在中原油田文南区块的应用情况，肯定了新型无液力平衡增压注水泵进行工业性试验并应用以来，经过累计长达34 000 h的负载运转后，通过对泵况的综合检测仍可继续使用，并对优化结构设计的新型无液力平衡增压注水泵的使用效果进行了评价。

关键词：增压注水泵；应用；评价

中图分类号：te934 文献标识码：a 文章编号：1006-8937（2012）17-0054-02

中原油田为注水开发油田，它的地质构造异常复杂，地层压力高，油层物性差，增压注水泵成为主要的增压注水设备之一。目前，我国油田注水使用的增压注水泵大致可分为常规型增压注水泵和新型无液力平衡增压注水泵两种泵型。

1 常规型增压注水泵的基本结构及其状况

中原油田文南区块初期注水选用的常规型增压注水泵，到中、后期随着注水压力的提高，使用效果就显得不甚理想。因为常规型增压注水泵的动力端为飞溅式润滑，液力端采用的是液力平衡增压原理。图1为常规型增压注水泵液力端结构示意图。

该类型泵的泵头体腔室多数采用上下直通台阶式结构，阶梯放置吸液阀、排液阀，与柱塞孔互相垂直，需要配置平衡装置来平衡阶梯形柱塞两端受力的不对称性。

常规型增压注水泵工作在高进高出状态，泵头腔在高载荷多频次的交变压力作用下，一旦供水压力波动、降低，将直接导致阀体开裂，当出口承压35 mpa时相贯线处微裂纹频发，液力端寿命短的问题十分突出。

常规型增压注水泵的盘根盒稍长些，配置的阶梯形柱塞，需前、后两组密封，更换填料比较繁锁。wWW.11665.CoM动力端的连杆小头采用的是销、套机构，套的材料多为磷青铜，易磨损，寿命只有3 000～5 000 h。

2 无液力平衡增压注水泵的基本结构及使用情况

考虑常规型增压注水泵的诸多不利因素，中原油田采油四厂于2003年伊始优化泵型、在文南区块进行工业试验，优选无液力平衡增压注水泵进行推广应用。该泵型动力端为强制润滑和飞溅润滑共存的复合式润滑，液力端采用水平式整体结构，在盘根盒的前端装进液弹簧座，每缸只需配置一只哑铃形阀体，呈水平放置。图2为无液力平衡增压注水泵液力端结构示意图。

其工作原理为：当柱塞后移时，腔室内压力降低，吸液阀片打开，排出阀片关闭，供液从泵头腔体内上、下两个吸入口进入腔室。当柱塞前移时，腔室内液体介质受到强劲挤压，压力急剧升高，吸液阀片关闭，排出阀片打开，高压水进入压紧法兰腔，由排液口流出。这样液体介质作用在进液弹簧座和压紧法兰上，泵头体只承受间接力，呈圆周均布，使交叉孔的应力减少了。从而提高了其承载能力，承载力在40 mpa以下时，平均寿命可达8 a以上。

无液力平衡增压注水泵取消了平衡装置，不但减少了配件数量，降低了维修工作量，更重要的是增加了其工作的可靠性。液力端采用吸、排一体式组合阀体，每缸只有一个阀体组件，比常规型增压注水泵直接减少了一半的阀件数量，一般情况只需更换阀片，从而降低了材料费用，减少了维护工作量。在检查阀件时，只需将泵头体前端的压紧法兰卸下，就可以很方便地将阀件取出进行检查或更换。该泵型采用的盘根盒体稍短一些，且只有一组密封，更换密封填料也相对简便。无液力平衡增压注水泵动力端的连杆小头采用每端两组滚针轴承取代销、套机构，使润滑更充分，运转更流畅，摩擦力更小，箱体温度也有不同程度的降低，至少可以连续使用26 000 h以上。

3 受力分析

常规型增压注水泵液力端采用阶梯柱塞产生的平衡力达到减少动力端连杆小头的压力。而新型无液力平衡增压注水泵动力端的连杆小头采用每端两组滚针轴承来平衡所受到的压力。实践证明了采用合适的滚针轴承来平衡连杆小头的压力是完全可以胜任的。当然，无液力平衡增压注水泵由于消除了液力端的平衡力，使得消耗的功率增加，这在设计时要予以考虑计算。鉴于此，在现场采用变频调速节能控制装置以及高效电动机来辅助改善系统状况，取得了良好的效果。这样就不用考虑进、出口压力的变化对平衡率的影响，使泵的适应性更强。可以使供水压力大幅度地降低，改善了因供水压力高使管网腐蚀脆弱而频繁穿孔、疲于被动维修的紧张局面。

4 应用效果评价

中原油田分公司采油四厂自推广应用无液力平衡增压注水泵以来，采用直径35 mm柱塞，泵的进口压力由常规增压泵的17 mpa降

8 mpa，出口压力由常规增压泵的35 mpa升至 40mpa,。先后换用变频调速节能控制装置和高效节能电机进行匹配。经测试，综合泵效提高了5%，曲轴箱温度由常规增压泵的60℃～70℃降至50℃左右，安全运行长达26 000 h，未发现异常。该泵型的柱塞使用寿命比常规型提高了近2倍。常规型液力平衡增压注水泵的连杆小头销、套机构常常运行3 000～5 000 h就需更新，而无液力平衡增压注水泵连杆小头的滚针轴承在运转34 000 h仍可正常使用。

参考文献：

[1] 戴志刚.无液力平衡增压注水泵的结构设计[j].石油机械,2004,(7).

[2] 张江林.液力平衡增压注水泵的使用及平衡改造[j].江汉石油职工大学学报,2010,(2).