摘要：在油田的整个工作系统中，注水系统是名副其实的高能耗环节，因此实际运作过程中特别需要各种技术方法和手段来提高设备的效率，减少企业的使用成本。文章通过分析多级离心式注水泵使用中出现的各类现象和问题，总结得出提升泵效的具体方法和措施。

关键词：化工离心式注水泵；泵轴腐蚀；改良措施；性能优化；油田开采 文献标识码：A

中图分类号：TE933 文章编号：1009-2374（2017）08-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.026

工业石油需求日渐增大，随之石油工业脚步加快，而油田每日所需的注水量也逐年提高，发展到现阶段，每年石油注水量达到7亿t，而且增长趋势不见平缓。传统系统中应用的柱塞泵排量较小，已经不能满足需求，而离心式注水泵越来越得到更多人的认可，目前我国大部分油田公司，包括大庆油田和胜利油田，都应用了这种水泵形式，但是这种离心式注水泵型号较多，使用程序繁琐，大部分和国外使用水平相比都较低，而油田注水系统的耗电量占全部耗电量的45%以上。所以，一种新的国产的离心式注水泵技术型号的研制开发成为我国现阶段急需解决的问题，各大石油工业的发展水平提升就依靠此项技术的改造开发。

1 多级离心式注水泵运行现状

多级离心式注水泵运行现状惨淡，油田开发现在迎来了高含水开发的阶段，而离心泵作为电能主要消耗的环节，随着注水量需求的不断提高，能量资源消耗急需减少的背景下，如何使得离心泵正常运作成为重中之重，据统计，对于功率为1000kW的泵，效率每下降1%，每年就有4.3万元（按0.5元/kW·h计算）成本的增加，这样的情况下就要求技术人员频繁并且定期地对离心泵效率进行测试和记录，以便统计泵站设备的运行情况和总结泵效率下降原因，同时能够及时修补企业因为泵效率下降产生的效益损失，检测同时记录也能够更有效地综合分析以得出提高泵的使用效率的依据，同时对采油厂的节能和系统技术方法改造提升提供指导依据。化工离心式注水泵如图1所示：

2 注水泵运行效率问题

在实际生产中对泵运行效率的研究过程中发现，使得泵运行效率低下的主要原因为：（1）在对泵进行较大修补之后，泵的质量无法保证能够恢复正常，而油田一般对于泵运行1h之后的效率不能下降多于2%，现实使用过程中存在泵运行超过1h之后，泵效下降超过2%的时候，没有及时进行修补和更换。（2）实际生产过程中没有贴切实用可操作的办法能够确保泵运行一直处于高效的状态，主要影响因素有两方面，一方面是管理过程中，为了保证生产有效开始和进行，管理人员经常降低负荷，使得供电系统不处于正常运作状态，最终致使泵运行低效；另一方面，注水泵的注水参数和运行时的参数不一样，注水泵外部体系泵机能运行参数和注水参数不相符。注水井进行注水时若水量不稳定，干压就会形成变化，注水站只能使用泵阀调整流量，导致泵运行远离高效区。严峻的注水开发形势，使泵站外网需要和供水功能越发不相符，致使泵的运行功效减低。为使生产参考数值的最好标配得以实现，首先要求技能人员对压力变化趋势、油藏所需注水量、离心泵特质曲线加以贯穿，结合不同类型泵组合运营，对泵效、泵压、单耗等不同标准实行对比解析，归纳注水泵最优化配合形式；其次要求岗位人员依据外网生产状况调整泵的运营分配模式，达成岗位生产调整的标准化，保证设备运营处在优等参数下。

3 离心式注水泵功能改善的方法与思路

遵循离心式注水泵存留的问题，油田拟定如下详细处理方法与思路：（1）对水质实施化验、分析探究，依据水质特征及生产实际经历，为泵轴选取相对耐腐蚀的素材，排除泵轴等直接触及污水介质的零部件的腐蚀问题；（2）对于泵的效率、排量、扬程下降等题目，汇集技术力量协同攻克，对泵的机能下调的起因实行探究解析，改善设计，解决泵轴、轴瓦磨损等问题，使泵的机能达成设计标准。

4 离心式注水泵机能改良的探究及实施

4.1 离心式注水泵机能下调的探究

4.1.1 离心式注水泵机能下调的原由。在返修整改前油田离心式注水泵的泵轴低压端径向跳动超差，叶轮密封环、泵轴、中段、壳体密封环等零件的材料组织留存瑕疵，呈现流量减小与泵压力不足的问题，不能满足生产需求。离心式注水泵经解析后机能下调主要有以下方面的原由：（1）离心式注水泵经过一段时期的运用后，严重损伤了叶轮轮毂密封环，导致级间泄漏增多，排量下降，压力失调严重。而使叶轮轮毂密封环损耗的可能性是因为转子动平衡不佳引发震动，致使接触损耗；（2）中段背面汽蚀后出现旋涡，增加水流障碍力，排量减低。使中段冲刷及汽蚀的起因是叶轮出口与导叶进口存在压力差，因而转子偏向于驱动端侧，叶轮出口端的高压水立刻冲洗中段背侧。对转子轴向偏离性大的原因便是加工与装配偏差的堆积和均衡机构（轴向平衡盘）的损耗（转子向驱动端挪动）；（3）轴向均衡系统迷宫密封损耗及漏失量、失效增加，致使排量下降，泵體波动增加，而叶轮轮毂密封环和轴向均衡系统密封环的损耗又会加重。上述三个要素，任意一点都会使离心式注水泵出口压力损耗增加，排量减低，扬程减小，导致注水泵不能正常运转。

4.1.2 改善注水泵性能的方法。针对离心式注水泵性能下降的起因，钻研此项目学者提出四种修改方案：（1）重新组装泵转子，测量出叶轮出口距离，要求叶轮出口距离等同并和导叶入口对中；（2）重新进行转子动均衡，防止叶轮轮毂密封环的碰触性损耗；（3）改善原计划，把中段背面圆弧改成斜面，取缔原来台阶，为提升耐蚀性，需在此斜面上堆焊S112钴基焊丝，并且提升叶轮前盖板与中部背面的外表光洁度，减少流体阻力，减弱冲蚀，提升寿命；（4）替换叶轮密封环和壳体密封环、叶轮轮毂密封环和导叶套材料，整体改成316堆焊材料。

4.2 离心式注水泵泵轴腐蚀探究

4.2.1 油田注水水质解析。技术人员对油田注水水质实行了化验分析，由检验数据分析得知，油田注水水质具备三个特征：（1）原水pH值为5.5，呈现出酸性；（2）矿化度很高，首要成垢离子浓度高达到数万mg/L，水质类型属于氯化钙型；（3）氯离子含钙量达到15.36×104mg/L，其根源便是氯化物盐类。普通情形下，氯离子增多，含盐量增进，水的侵蚀性增强。

4.2.2 注水泵泵轴侵蚀的起因。离心式注水泵泵轴主要材料是IGrl7Ni2，对氧化性酸，大多数有机盐类和有机酸的水溶液具备优良的耐蚀性，针对特有的无机酸耐侵蚀性极低。I1Grl7Ni2钢最不耐Cl-与SO2-腐蚀，在5×104ppm（温度20℃）时的侵蚀速率均高于10.0mm/a。由于油田注水水质中Cl-含概量达到15.36×104mg/L，SO2-浓度极低，所以首要是Cl-引发泵轴侵蚀。另泵轴在装配机械密封O型圈处侵蚀，主要为满足安装工艺的需要，采取外面镀铬治理技术，为避免粘接，增强硬度，但镀铬不耐Cl-侵蚀。

4.2.3 注水泵泵轴材料的革新举措。蒙乃尔K500是一种以金属镍为架构增添锰、铁、铜等其余元素而成的特有的合金，耐氢氟酸、硫酸、盐酸的侵蚀，尤其是禁得起盐酸的侵蚀。在室温下蒙乃尔K500在20%浓度的盐酸中侵蚀速率低于0.5mm/a。区别于1Grl7Ni2钢，对Cl-有显著的耐蚀性。为加大泵轴的耐蚀机能，将泵轴材料换成一种耐蚀材质。故此，探究最后断定泵轴材料由1Grl7Ni2变为蒙乃尔K50O，从而提升泵轴的耐侵

蚀性。

依据上述方法，生产方对DG25-50型注水泵实行了技能创新，并在革新后提供了机能检测。机能检测阐明通过技能改善，使得DG25-50型离心式注水泵的性能得到复兴，可满足注水生产的需求。油田随即对其他五台离心式注水泵及其附属装备实行改善。注水泵实行情况优良，减少了装备非正常修理与返厂修理次数，节省了修理金额，延长了使用寿命，获得了良好的经济效益。

5 未来发展方向

与国外相比，国内离心式注水泵的功效方面仍然存在一定的差距，我国离心式注水泵在未来的发展方向可以从下面四点进行：（1）对国外的先进技术进行更深入和研究，研制出更多节能降耗的新产品；（2）在目前已有的技术之上对更多新领域的离心式注水泵进行研制和开发；（3）要不断开发关键技术和重视研究工作，讓离心式注水泵整体的性能得到质的提高；（4）进一步研究完善已经投入生产的设备，将新兴材料结合在实际生产中，让其产品质量得到有效提高。

6 结语

在我国石油产业日趋壮大的前景下，离心式注水泵虽经历了三个时间段的持续创造和革新，已普遍应用于油田中，成为如今发展的趋势，但在生产中依然不能尽善尽美，仍有很多的方面需要创新发展，且其整体的运行效能也有待提高，耗能的减少仍是离心式注水泵未来研讨的重要方向。

参考文献

[1] 陶波，王同峰，刘永明，等.油田高压注水泵能耗分

析与探索[J].石油石化节能，2014，（1）.

[2] 刘洪宇.浅析提高注水泵效率降低耗电的有效途径

[J].内蒙古石油化工，2009，（23）.

[3] 华远旭.论采油一厂注水泵优化选型[J].中国高新技

术企业，2008，（15）.

作者简介：王锡伟（1973-），男，甘肃兰州人，兰州水泵总厂工程师，研究方向：化工离心式注水泵性能。

（责任编辑：蒋建华）