[00149180]高壓柱塞泵柱塞填料的改進與應用

一、實施背景 隨著油田注水開發的不斷深入,地層壓力不斷上升,目前,我油田選用柱塞泵為地層注水。機泵在運行過程中出口壓力長期處在高壓狀態下工作,由于高壓柱塞泵密封填料總成由銅套、彈簧、盤根組成,抗沖擊和耐磨性低,在運轉過程中使柱塞、彈簧、盤根經常損壞,直接影響到深層注水系統壓力的平穩,造成對應油井產量波動甚至下降,設備運行時率降低。 問題體現： 1.當填料盒底部填料損壞時,如不拆卸填料盒難以將內底部填料取出更換,而拆卸填料盒維修勞動強度較大,因此這是需要改進解決的關鍵問題所在。 2. 每次維修造成材料消耗增加成本。主要原因是高壓柱塞泵填料盒中盤根磨損快,彈簧斷裂損傷柱塞及盤根等,成本消耗較大。3.每次維修更換填料盒總成所用時間長,影響機泵的運轉時率和注水時效。 二、技術創新點 為了解決此項問題,首先要做的工作是：對柱塞填料進行重新篩選,在通過對高壓柱塞泵的盤根盒結構及柱塞泵在高速運動中,盤根磨損的特點與規律,進行了分析、研究和摸索。我們對摩擦系數進行分析：發現銅對鋼的摩擦系數為0.8～1.2,而尼龍610材料對鋼的摩擦系數為0.06～0.17,鋼對碳素盤根的摩擦系數為0.28～0.8,可見尼龍材料對鋼的摩擦系數最小,決定采用尼龍材料,加工成套（其尺寸為長40mm,為四個盤根厚,內圓直徑Φ38.5 mm,大于Φ38柱塞0.5 mm,外圓直徑為Φ57.5 mm,小于盤根盒內徑0.5 mm）,利用其耐高壓 、高強度、耐磨損的特點,放入填料盒最里側中進行試驗運用。 三、達到的效果： 我們在5ZB-12/42型柱塞泵Φ38柱塞第五組進行試驗,與其泵第四組填料使用進行同期對比,結果為：盤根用量為1： 3.5;盤根磨損周期為2：1。基本解決了盤根磨損快、更換難的難題。 通過試驗分析,因裝在盤根盒內側的尼龍套耐磨,損壞的可能性極小,可避免維修時頻繁拆卸填料和總成這個強度較大的維修工作;裝在外側的碳素盤根如損壞就不用拆卸填料盒總成,只需松開大壓帽很輕松的更換即可。大大降低了勞動強度及維修工時。 尼龍套在柱塞泵填料盒中,所起的作用有以下幾點： 1、由于尼龍在填料盒中起到了一定的抗沖擊和扶正作用,減緩了柱塞運行中對盤根的磨損,延長了填料盒中盤根的使用壽命,更換盤根由原來的2-3天延長至12天左右,一方面不僅減輕了工人的勞動強度而且延長了更換盤根的時間。另一方面不僅節省了頻繁的啟停泵所消耗的電能,而且節省了因啟泵瞬間電流所消耗的電量, 2、由于尼龍61材料磨擦系數小,避免了填料盒中銅隔蘭對柱塞的磨損,延長了柱塞的使用壽命和檢泵周期 ,大大降低了成本。 3、由于尼龍套在填料盒中,占有四個盤根的體積,減少了填料盒中一次盤根的投入。 四、經濟效益及社會效益 現每月減少三次啟泵空運次數,臺泵一年可節約電量37*12*5=2220度,折合1598元;試驗對比盤根用量：前/后=4/1,按盤根實際進價：1280元/1kg,改前1臺泵用量40個/月,價值1024。改后10個/月,合256元。對比可節約768元/月,全年每臺泵可節約盤根費用9216元;可節約取締的彈簧、彈簧座、銅套開支42 × 3×5+42+84=756元;柱塞使用周期平均延長了6個月,改前更換2次/年,改后1次/年。柱塞成本330元/個, 一臺泵可節省成本330×5=1650元。改進所需尼龍套成本費30元/個,每臺泵150元。 終上所述：一年一臺5柱塞泵可節約成本13273元（除去尼龍套成本）。截止到目前,該技術已經在我廠43臺泵上應用,共節支70多萬元。為設備節能提供了保證。 隨著油田注水開發的不斷深入,地層壓力不斷上升。鑒于柱塞泵在油田的廣泛應用,該技術不僅降低了勞動強度,還能在設備節能工作中起到了一定的推動作用,因此 該項目具有很好的應用前景。