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镇三增输油泵防结垢效果评价

2015-05-30党琳白萍杨红霞

中国机械 2015年5期
关键词:效果评价

党琳 白萍 杨红霞

摘要

随着油井含水不断上升,不同油层水型之间的不配伍性,使得集输系统结垢问题日益突出,结垢使得输油泵的运行能力降低,排量下降,大修除垢次数增加,过流配件的寿命缩短,检维修费用增加。本文主要介绍了镇三增输油泵防结垢技术试验情况及试验结果。

关键词:贝尔佐钠 ;防结垢;效果评价

1.前言

2013年初,针对项目部部分站库输油泵结垢严重,清垢频率高,给部分站库运行带来困难的现状,项目部及时对结垢极其严重的镇三增组织现场调研,了解输油泵运行相关运行参数、结垢周期、清垢方式以及垢样和垢质情况,对于近几年推广的防结垢技术进行了解和调研,结合项目部站库结垢特点,对其配件进行BELZONA防结垢涂层,经过两个多月的调研、准备和技术协商,2014年5月初,镇三增共计2台输油泵完成BELZONA防结垢涂层配件更换工作,目前该项目已完成。

2.油田结垢综述

2.1 油田结垢原因

油田结垢主要有两大原因:

(1)地层水中含有高浓度易结垢盐离子,在采油过程中,因压力、温度或水成分变化改变了原先的化学平衡而产垢,主要以碳酸钙垢为主,另外还混有碳酸镁,硫酸钙/镁等,我国陆上油田结垢大都由此引起。

(2)是两种或两种以上不相容的水混合在一起,结垢离子相互作用而生成垢,最常见的有硫酸钡垢和硫酸锶垢,特别是海上在油田注海水开发过程中,地层水常含有钡锶离子,而海水中含有大量的硫酸根离子,两者混合产生难溶的硫酸盐垢。

2.2 油田结垢类型

目前已发现水中能产生的垢大约有120余种,通常把腐蚀产物以及溶解度大、含量高、在一定条件下析出的盐也包括在垢内,根据垢的结合类型将油田生产过程中最常见的垢分为两大类:硫酸盐垢,碳酸盐垢。

2.3 国内外防垢技术研究现状

目前,国内外对油田垢的防治方法有很多种,主要分为物理方法、化学方法和工艺方法,在各种抑制和减缓结垢的方法中,传统的酸洗技术劳动强度大,对管柱和设备有损害,钡锶垢坚硬难溶,采用酸洗无效。而化学防垢剂防垢具有成本低、对钙垢和钡、锶垢均有效的优点,因而被国内外油田普遍采用。

3.BELZONA防结垢涂层技术

贝尔佐钠一种高分子材料。当设备因腐蚀、磨损、气蚀等原因造成影响使用,甚至报废时,贝尔佐钠材料可对其进行快速、可靠的修复,从而节省因更换大量零部件所需的资金,将该材料涂于设备表面,可解决设备的结垢、腐蚀、磨损等难题,是降低经营成本、提高生产效率以及综合效益的最佳途径。

4.镇三增结垢现状

镇三增站内有外输泵2台。该站日外输量约500 m3,由于无阻垢加药设施,致使两台外输泵结垢严重,平均结垢周期为2个月左右,结垢厚度为2-3mm,且叶轮、导叶等过流配件腐蚀破坏严重,每年须大修清垢5-6次,更换叶轮、导叶2-3次,增加了维修劳动强度和维修成本,严重影响了该站的正常运行。

5.现场试验情况

2014年5月1日,桐川作业区对镇三增2台外输泵进行了防结垢涂层改造,利用贝尔佐纳高分子材料对两台输油泵的4组叶轮、导叶进行防结垢涂层处理,改造后输油泵运行平稳。2014年10月23日因排量下降,对1号外输泵进行检修,拆泵后发现,该泵叶轮、导叶只有轻微结垢(厚度不足1mm,),表面光滑平整,无腐蚀破坏现象,平衡盘、平衡榖等未做防结垢涂层处理的部位结垢严重(厚度为2-3mm,),经除垢后,泵排量恢复正常。

6.综合评价

6.1延长设备结垢周期,降低设备维修费用

通过防结垢涂层处理,输油泵叶轮、导叶结垢周期延长了120天,改造前检修除垢必须采用火烧、机械敲击等方法,费时费力且不安全,改造后一个检修周期叶轮、导叶结垢厚度不足1mm,并且容易处理,同时改造前每年维修费用是改造后费用的4倍(1年内),通过改造后,1年可节约设备维修费用14000元。

6.2降低设备运行电流,节电效果明显

对离心泵叶轮和导叶进行防结垢涂层处理后,叶轮、导叶表面更加光滑,降低了输油时的水力损失,提高了泵的运行效率,降低了运行电流,节能效果明显。输油泵平均排量为25m3/h,电机平均运行电流由改造前37A降低至34A,均方耗电量降低了0.07 kwh/m3,年耗电量可减少12249.4 kwh,按照0.60元/kwh电价计算,全年预计可节约电费7350元。

6.3减少大修频次,降低安全操作风险

改造前频繁检泵拆卸除垢,势必增加了员工劳动强度,同时也提高了人身伤害几率。目前所使用的火烧、机械敲击等方法,容易造成烫伤、灼伤等伤害,同时频繁拆卸泵体,也易造成砸伤、碰伤等事故。

6.4综合经济效益对比

从维修费用和能耗费用方面考虑,将单台离心输油泵改造前后所发生费用进行对比,经计算,改造第一年可节约运行成本10750元,计算方法为:全年节约费用(元)=节约维修费用(14000元)+ 节约电费(7350元)- 改造成本(10600元)。经过贝尔佐钠防结垢涂层处理过后的叶轮、导叶厂家质保一年,如果一年以后,涂层仍未被破坏,其使用时间将更长,综合经济效益将更高。

6.5 存在的不足

不足之处是改造费用较高,单台泵的2组叶轮、导叶零件费用为3200元,防结垢涂层处理费用为7400元,1台输油泵完成改造共需10600元,是普通2组叶轮导叶费用(3200元)的3倍,一次性投入费用较高。

7.结论

6个月的试验表明,通过应用BELZONA防结垢涂层技术可以极大的延长输油泵的结垢周期;可以提高输油泵叶轮及导叶的抗腐蚀性和耐磨性,延长了过流配件的使用寿命,减少了输油泵的大修次数,降低了维修、操作人员的劳动强度,减少了输油泵的大修清垢费用;减少了泵运转过程中的水力损失,提高了泵的运行效率,具有良好的节能效果。该技术施工简单,效果明显,具有大范围推广应用的前景。

参考文献:

[1] 王世强,王笑菡,王勇.油田结垢及防垢动态评价方法的应用研究[J].中国海上油气(工程),1997,9(1):39-53.

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