三元注入站柱塞泵运行的优化分析

（大庆油田有限责任公司第三采油厂第三作业区生产指挥中心，黑龙江 大庆 163000）

摘  要：为了分析三元注入站的柱塞泵运行情况，就要分析柱塞泵运行中存在的问题，以便采取合理的办法对运行情况进行优化。本文主要针对某区块的三元注入站柱塞泵运用故障情况进行分析，以便找到故障产生的原因，及时采取优化措施，保证柱塞泵的运行结构和维修体系，保证柱塞泵的平稳有效运行，保证柱塞泵的注入时率。在一定程度上，柱塞泵要想保证良好的工作性能，就要在使用过程中，注意对其特点分析，以便更好的保证柱塞泵的工作性能，减少柱塞泵运行所需的保养费用，所以在今后的学习中，应该及时对柱塞泵的运行情况进行分析，以便更好的降低运行成本，实现三元注入站柱塞泵的运行和使用价值。

关键词：三元；柱塞泵；运行；故障优化

北三东东块三元注入队成立已经有6年之久，共具有柱塞泵数量43台，均全部投入使用，柱塞泵的使用流程为：按照分组分压的形式将站内低压一元管线分为高、中、低三组，按照压力的分配，实现单井注入[1-3] 。柱塞泵要想实现工作效能的提升，保证良好的注入效果，就要重视对故障原因的分析，适当的降低柱塞泵使用中的成本消耗，促进柱塞泵的运行质量提升。

1  柱塞泵及其故障原因分析

1.1  关于柱塞泵

柱塞泵属于是一种液压系统装置，其主要的动力都依赖于柱塞在缸体中的运动，在缸体的不断运动中，柱塞泵在密封状态下的容积会发生较大的改变，从而实现吸油、压油等工作。柱塞泵在工作的过程中，具有较高的额定压力和结构，所以利用起来具有效率高和流量调节等优点，其可以被广泛的利用在各种需要流量调节的场所，应用范围十分广泛。

1.2  柱塞泵的机械分类

1.2.1  折叠轴向柱塞泵

轴向柱塞泵属于是柱塞泵中十分关键的一种，这种柱塞泵运动会向着一个反复的方向进行，这种运行情况基本上与缸体中心轴平行的[4-5] 。轴向柱塞泵与传统的柱塞泵运动产生的容积变化会促进工作的开展。因为该类型柱塞泵中具有柱塞和柱塞孔等圆形零件，所以其在实际工作的时候，会实现十分有效而精密的配合，从而保证柱塞泵的运行效率提升，保证柱塞泵的运行平稳和压力提升 ，但是这种类型的柱塞泵相对来说会造成大量污染，导致利用结构十分复杂，造价较高。

1.2.2 折叠直轴斜盘式

直轴斜盘式柱塞泵的主要类型为压力供油型和自吸油型，正常情况下，压力供油型液压泵都需要利用带有气压的油箱，泵本身具有补油的功效，可以为其提供压力油。而自吸油型液压泵相对来说吸油的能力比较强，使用起来不需要依赖外力支持。一般来说，需要依靠气压供油的液压油箱，在机器启动后，方可实现有效的机械操作。如果利用不合理，就会在一定程度上导致泵体出现磨损。

1.2.3  径向柱塞泵

这种柱塞泵的主要类型为阀配流与轴配流。阀配流径向柱塞泵相对来说使用起来具有较高的故障率，使用效率较为低下，虽然在早些年，克服了阀配流径向柱塞泵的不足，但是基于该泵的研究特点，发现其比轴向柱塞泵发热耐冲击和寿命更强，利用的精度更高。而变量行程短泵的变量就是在限位柱塞的作用下实现的，所以具备的变量行程很短。

1.2.4 液压柱塞泵

液压柱塞泵属于是依赖于气压供油的液压油箱，这种油箱在每次启动后，都要根据液压箱的气压到达一定程度上，保证设备的机械操作程度[6-7] 。直轴斜盘式柱塞泵的类型主要是压力供油型的自吸油型。压力供油型液压泵在利用的过程中主要通过气压油箱发挥作用，当然也可以通过泵本身携带的补油泵进行补油，从而其泵的使用提供有效动力。而自吸油型液压泵相对来说具有较强的自吸油能力，加油的过程中油标无需低于下限，所以需要保持足够的液压油，液压油的清洁度越高，寿命越长，利用优势十分明显。

1.3  柱塞泵故障分类统计

在对柱塞泵的故障进行分类的时候，需要充分的考虑柱塞泵本身的型号和参数等特点，考虑是何种因素导致的故障率偏高。所以需要科学的方法进行故障进行分类。首先是出现泵漏失，可能造成的泵漏失因素为密封圈漏失、压盖漏失、盘根漏失等。其次是泵效低，这很大程度上和阀座不严与阀偏磨等息息相关。接着与响声大相关，一般情况下，皮带磨损、电机磨损等都会导致声响变大。最后和变频故障相关。

2  柱塞泵故障分析

正常情况下，导致柱塞泵故障发生的因素有许多，其中作为关键的有以下几个原因:首先是因为部分柱塞泵之间的接触面较小，所以导致柱塞面之间的接触面积变小，从而导致柱塞泵的使用效率低下。 其次因为有些双泵头柱塞泵存在比较显著的缺点：① 存在进液腔上部的承压问题，这种问题会直接导致压头出现渗液，导致接头连接处质量无法保障。② 进液端泵头压盖螺丝容易发生断裂，这种泵通常需要每个月进行20次的维修，从而保证维修的效率。③导向套上端容易发生穿孔，所以导致泵塞无法封闭。接着是双环柱塞泵方面的问题，因为在该泵的利用中，为了保证泵头的稳定性，专门设计了上粗下细的缸桶，但是在时间不断推移的情况下，缸筒中会逐渐产生污垢，从而打字阀座的堵塞，导致污垢无法取出，影响泵的使用效果。再次存在柱塞泵盘根压盖方面的材质问题，这就会导致柱塞泵出现严重的磨损，所以该故障问题需要引起重视。最后就是因为柱塞泵变频长时间运转，导致排风的装置使用不够流畅，导致热泵出现偷停的故障。

3  柱塞泵的优化运行

3.1  柱塞泵结构优化

为了保证柱塞泵的优化运行，就要积极分析柱塞泵的故障原因，积极采取优化措施。

3.2  对阀体结构进行改进

积极进行阀体结构的改进和优化，保证阀体之间的接触面积缩小，有效的控制漏失量，保证泵效提高。因为阀和阀座之间的弹簧接触较小，所以在结构改进的时候，应该适当的增加弹簧的强度，增加接触力，增加弹簧的强度，保证泵的使用效果提升。

3.3  积极进行耐腐柱塞泵的改进

为了保证柱塞泵的使用效果，就要强力将整体液力端缸体全部拆除，然后充分的将进出液阀组进行设计，将两个泵头进行充分的整合，适当的增加液阀之间的隔套，防止出现各种双泵头渗液方面的现象，有效的降低故障效率。

3.4  积极对双环柱塞泵泵头改进

在柱塞泵利用的过程中，为了保证良好的改造效果，就要对柱塞泵的泵头进行加工，保证缸桶上下直径和阀座一致，然后实现对结垢泵头的有效酸洗，保证泵头的情节性。

3.5 柱塞泵盘根压盖结构的改进

正常的情况下，柱塞泵的压盖外圈属于金属材质，所以其和柱塞进行接触的时候，可以有效的将柱塞磨损降低，将柱塞的维修次数控制在一定范围中，如果在压盖的外圈开槽，就可以配合使用密封圈，保证柱塞泵的良好密封性。 

4  柱塞泵维修体系优化

4.1  制作专业泵修工具

由于柱塞泵生产厂家、型号种类繁多，且泵头螺丝、进出口阀以及阀座、阀罩等内部零件形状各异，因此，机泵维修工具繁多，严重影响工作效率。 经研究发现柱塞泵的结构原理基本一致，由液力端缸体、进口阀、出口阀、前堵、压盖、压盖螺丝等组成，因此把工具分为取阀座工具、取阀罩工具、取柱塞、堵头工具、拆油封螺丝工具等五种，确定两种操作杆，每种操作杆对应若干连接头，统一放在一个工具箱内，简化整合工具，提高工作效率。

4.2  有效的组建专业维修班

要想更好的满足柱塞泵的维修要求，就要通过柱塞泵负荷时间控制，保证运转的效率，但是在维修班组建的时候 ，需要遵循以下原则：柱塞泵拆的过程中，注意将故障部件进行拆卸。在拆卸完成后，需要及时对故障部件进行清洗，对于故障部件还有利用价值的，需要及时进行抢修，降低更换率，对于不能使用的部件，可以及时进行更换。也要做好对密封部位的研磨，将密封部位的杂质去除，然后加强对零件部位的安装，保证部件的使用可以促进生产进行，让其符合正常的电流指标。

4.3 优化维修制度

为了保证柱塞泵的使用效果，就要重视对柱塞泵制度的制定，保证柱塞泵的故障维修质量提升。在柱塞泵制度执行中，对于发生故障的情况应该及时进行上报，然后积极的组织泵休班人员进行抢修，严格根据相关情况进行保养手册进行更改，保证在规定的时间中尽快恢复生产。对于柱塞泵的重点故障，应该及时找到解决方案，让维修工作更加细化。在进行柱塞泵优化后，可以取得较为显著的效果：在对维修制度进行优化的时候，如果以 X6-11-E13 井为例，就可以在投产后实现泵注效果的提升，积极的促进阀和阀座的优化，以便更好的满足生产需要。而且这种方法利用起来无需换泵，操作相对较为简单，具有较强的适用性。 在该实施方案优化以后，可以保持较低的消耗水平，防止发生渗液及螺丝断现象，提升设备使用的安全性，降低劳动所用强度，保证三元调配体系的质量。而对双环柱塞泵泵头改造完成后，可以有效的促进阀座问题解决，保证泵使用的效率，满足地质方案的需要。对于柱塞泵盘根压盖后的改进，应该适当的延长柱塞更换周期，条件允许的情况下，可以将周期从一个月延长至三个月，有效降低柱塞对时率的影响，实现维修费用的节约。尤其是对变频柜通风系统完成改变后，能够从根本上改善散热问题，防止发生变频高温故障，提升柱塞泵的工作效率。而且在进行专业泵修工具使用后，能够有效的将工作量减少，将工作效率提升三成以上，提升三元注入的效果。

5  结论

综上所述，在三元注入站柱塞泵运行优化后，柱塞泵的维修时间会明显缩短，这样可以显著的提升泵注效率，减少泵注问题。一旦平均泵效从原来的 68%提升到 95%以上，就可以保证泵注的效果从13 井次控制在1 井次，科学有效的实现泵主量的增加，最大限度的满足泵注的需求，优化柱塞泵泵注方案，保证设备维修的质量和水平，将设备维修的费用控制在一定范围中，降低成本所需消耗，有效的实现对三元复合驱实施推广。

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