田新民 李 穎 趙廣佳

作者通聯(lián)：中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠 銀川市石油城第三采油廠生產(chǎn)運(yùn)行科 750006

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一、引言

在油田開發(fā)生產(chǎn)過程中，隨著地下油層中的原油不斷被抽吸到地面，導(dǎo)致地層能量的不斷下降，為了增加地層能量，保持油井產(chǎn)量和提高采收率，現(xiàn)在普遍采用向油層注入一定壓力的高壓水，補(bǔ)充因原油被開采后，油層壓力的下降，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降的問題?，F(xiàn)在多采用大排量高揚(yáng)程的柱塞泵進(jìn)行注水。由于注水壓力的提高，實(shí)際生產(chǎn)中，造成柱塞泵的排液閥和進(jìn)液閥壽命降低，尤其是排液閥。在回注油田開采時(shí)，由于回注污水溫度高、水質(zhì)差，造成柱塞泵的進(jìn)排液閥與注清潔的新鮮水相比壽命明顯降低。柱塞泵進(jìn)排液閥損壞后，泵排量下降。更換進(jìn)排液閥時(shí)，工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，周期長(zhǎng)，影響正常生產(chǎn)。

二、柱塞式注水泵泵頭結(jié)構(gòu)

長(zhǎng)慶油田第三采油廠有柱塞式注水泵150余臺(tái)（3175Pa型），泵頭上所裝的進(jìn)排液閥是立式結(jié)構(gòu)。實(shí)際使用中，注水壓力在15MPa注污水時(shí)，排液閥平均壽命只有700h，注高壓高溫污水時(shí)，排液閥使用壽命更短，而同樣結(jié)構(gòu)的進(jìn)液閥使用壽命卻較長(zhǎng)，排液閥的壽命一般只有進(jìn)液閥壽命的1/3。表1是柱塞泵閥組更換時(shí)間的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 9234-1997）。

表1 柱塞泵閥組更換時(shí)間的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

從表1可以看出，雖然現(xiàn)場(chǎng)使用的排液閥達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定使用壽命，但是損壞的排液閥，一般都很難修復(fù)，主要原因是排液閥上閥體密封面被高壓液體沖刷后，密封面上材料大量缺失，不能再重新加工密封面。圖1是使用700h的排液閥損壞情況，圖2是使用2000h的進(jìn)液閥損壞情況。

圖1

三、排液閥密封失效原因分析

圖2

排液閥的損壞，主要是排液閥上閥體一開啟，高壓液體流過上閥體與閥座形成的流道時(shí)，上閥體的錐形密封面使高壓液改變了流動(dòng)方向，對(duì)液體形成一定阻力。由于結(jié)構(gòu)的限制，上閥體錐形密封面形成的阻力，導(dǎo)致高壓液體對(duì)錐形密封面進(jìn)行沖刷。上閥體密封面被高壓水嚴(yán)重沖刷后，密封面材料脫落，沿著水流方向形成許多有規(guī)則的溝槽，導(dǎo)致密封面漏水而失效。在注污水時(shí)，由于油田用污水具有一定腐蝕性，加劇了排液閥的損壞。而對(duì)于進(jìn)液閥，由于受到低壓水的沖刷，密封面材料脫落少，不形成溝槽，使其壽命比排液閥長(zhǎng)。因此，高壓液體對(duì)排液閥上閥體密封面的沖刷作用，是導(dǎo)致其損壞的主要原因。

四、排液閥密封失效解決方案

圖3是經(jīng)過改進(jìn)后的排液閥結(jié)構(gòu)，在排液閥上閥體密封面下面增加了一個(gè)密封凸緣。排液閥上閥體開啟時(shí)，先要上升一段距離h，高壓液體才能從密封凸緣與閥座形成的流道通過，用密封凸緣的下部改變高壓液體的運(yùn)動(dòng)方向，高壓液體不能直接沖刷上閥體密封面，從而解決了排液閥上閥體密封面被高壓液體沖刷造成的損壞，壽命大大提高。

圖3

在靖安集輸大隊(duì)一號(hào)注水泵上安裝了三組改進(jìn)后的排液閥進(jìn)行試驗(yàn)，泵壓15MPa下，使用三個(gè)月后，檢查新結(jié)構(gòu)的排液閥上閥體，閥體密封面沒有損壞，密封效果良好。