多級(jí)離心泵的常見(jiàn)故障及檢修

劉陳軍（萬(wàn)華化學(xué)（寧波）有限公司，浙江 寧波 315812）

劉海鵬1裴志軍2李旭東2（1.中國(guó)石油集團(tuán)東南亞管道有限公司，北京 朝陽(yáng) 100028；2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710201）

多級(jí)離心泵的常見(jiàn)故障及檢修

劉陳軍（萬(wàn)華化學(xué)（寧波）有限公司，浙江 寧波 315812）

本文結(jié)合多級(jí)離心泵的特點(diǎn)，分析了多級(jí)離心泵的常見(jiàn)故障，并針對(duì)具體的故障探討了常見(jiàn)故障的檢修措施，旨在為相關(guān)多級(jí)離心泵的檢修與維護(hù)實(shí)踐提供參考。

多級(jí)離心泵；常見(jiàn)故障；檢修措施

1 多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

常用的多級(jí)離心泵主要有兩種形式，一種是節(jié)段式結(jié)構(gòu)，一種是多級(jí)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，下面對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)和維修要點(diǎn)進(jìn)行分析：①節(jié)段式結(jié)構(gòu)：節(jié)段式結(jié)構(gòu)每一級(jí)中的重要組成部分一個(gè)葉輪，其位于擴(kuò)壓器殼體內(nèi)，通過(guò)螺栓來(lái)連接連桿和擴(kuò)壓器，通過(guò)固定桿固定各級(jí)串聯(lián)方式，節(jié)段式結(jié)構(gòu)有著耐高壓、密封性好的特點(diǎn)，但需要注意的是，在維修的過(guò)程中，需要對(duì)進(jìn)口管道進(jìn)行拆卸，且拆卸裝配的難度相對(duì)較大［1］；②多級(jí)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)：多級(jí)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)指的是多級(jí)葉輪串聯(lián)而成的結(jié)構(gòu)，其首級(jí)葉輪一般為雙吸式葉輪，其他各級(jí)葉輪為單吸式葉輪，對(duì)于溫度較高、容易產(chǎn)生氣蝕介質(zhì)且流量較大的環(huán)境來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)采用多級(jí)串聯(lián)式離心泵。

2 多級(jí)離心泵常見(jiàn)故障分析

2.1 葉輪與口環(huán)故障

在氣蝕作用或吸入固體物質(zhì)、金屬雜質(zhì)作用下，多級(jí)離心泵的葉輪與葉片會(huì)受損導(dǎo)致出現(xiàn)故障?？诃h(huán)指的是密封環(huán)，在口環(huán)安裝的過(guò)程中，穿量不當(dāng)可能導(dǎo)致口環(huán)磨損，從而產(chǎn)生故障，此外，葉輪背帽松動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致口環(huán)磨損，影響多級(jí)離心泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 平衡裝置故障

對(duì)于多級(jí)離心泵來(lái)說(shuō)，其平衡裝置主要包括平衡環(huán)裝置和平衡盤(pán)裝置，在多級(jí)離心泵長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)下，多級(jí)離心泵你的平衡環(huán)裝置和平衡盤(pán)裝置之間可能出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，有時(shí)磨損厚度可以達(dá)到2毫米以上，這對(duì)于多級(jí)離心泵裝置的正常運(yùn)行有著嚴(yán)重的影響。

2.3 泵軸故障

泵軸中有著各類(lèi)零件和元件，例如軸套、葉輪等，在多級(jí)離心泵運(yùn)行的過(guò)程中，泵軸中的這些零件和元件都處于告訴運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，一旦泵軸出現(xiàn)彎曲偏差或同軸度偏差等問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致泵體振動(dòng)頻發(fā)、泵軸零件元件出現(xiàn)彎曲等故障。

2.4 聯(lián)軸器間隙故障

對(duì)于多級(jí)離心泵來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行的過(guò)程中很容易出現(xiàn)平衡盤(pán)裝置磨損的問(wèn)題，這就使得轉(zhuǎn)子不斷沿著吸入口方向移動(dòng)，且泵軸在熱脹冷縮的影響下，會(huì)導(dǎo)致聯(lián)軸器出現(xiàn)間隙，比超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值2-3毫米。

3 多級(jí)離心泵常見(jiàn)故障檢修探討

3.1 葉輪與口環(huán)故障檢修

葉輪故障主要指的是葉輪受損的故障，根據(jù)受損程度的不同可以采取不同的維修措施，首先對(duì)葉輪受損程度進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，如果葉輪受損嚴(yán)重，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更換處理，保證多級(jí)離心泵運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于口環(huán)故障來(lái)說(shuō)，其主要指的是口環(huán)磨損故障，與葉輪故障檢修類(lèi)似，口環(huán)故障檢修也應(yīng)當(dāng)根據(jù)受損程度的不同選擇不同的維修方式，如果口環(huán)磨損不嚴(yán)重，只發(fā)生輕微磨損，則對(duì)口環(huán)進(jìn)行磨損修復(fù)即可，降低檢修成本，如果口環(huán)磨損嚴(yán)重，難以修復(fù)或修復(fù)成本大于口環(huán)價(jià)格，則應(yīng)當(dāng)對(duì)口環(huán)進(jìn)行更換［2］。

3.2 平衡裝置故障維修措施

對(duì)于平衡裝置故障來(lái)說(shuō)，如果平衡環(huán)和平衡盤(pán)磨損超過(guò)了2毫米，或者出現(xiàn)凹凸不平的狀況，則應(yīng)當(dāng)先進(jìn)性補(bǔ)焊處理，維修磨損故障，之后對(duì)泵殼上的凹槽進(jìn)行研磨，將3毫米后的聚四氟乙烯墊片加在平衡環(huán)與泵殼結(jié)合面的位置，這種檢修方式不僅能夠消除補(bǔ)焊處理后手工研磨導(dǎo)致的平面板凹凸不平的問(wèn)題，同時(shí)所采用的墊片材料軟硬使用，在保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上還能夠防止磨損。如果平衡盤(pán)和平衡環(huán)的磨損程度超過(guò)了2毫米，磨損嚴(yán)重沒(méi)有維修價(jià)值的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)采取換新處理。

3.3 泵軸故障維修措施

對(duì)于泵軸故障來(lái)說(shuō)，如果泵軸沒(méi)有出現(xiàn)較大的裂紋或十分嚴(yán)重的表面磨損，則應(yīng)當(dāng)采取有效的修復(fù)措施進(jìn)行修復(fù)［3］。此外，泵軸的彎曲量只有小于0.06毫米才能夠保證泵軸正常工作，如果泵軸的彎曲量超過(guò)了0.06毫米，則應(yīng)當(dāng)采取校置維修措施，螺旋壓力機(jī)不加熱校直是最好的校直方法之一。

3.4 聯(lián)軸器間隙故障維修措施

對(duì)于多級(jí)離心泵來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行的過(guò)程中，隨著平衡盤(pán)磨損的不斷嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子會(huì)向吸入口方向進(jìn)行移動(dòng)，在檢修的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)聯(lián)軸器的間隙進(jìn)行合理的調(diào)整，由于泵軸會(huì)受到熱脹冷縮因素的影響，因此，根據(jù)相關(guān)檢修標(biāo)準(zhǔn)和檢修規(guī)定，聯(lián)軸器間隙應(yīng)當(dāng)比規(guī)定值高出2毫米到3毫米。

4 日常操作注意事項(xiàng)

首先，在開(kāi)泵的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免頻繁倒泵，防止泵的氣化，在輸送高溫液體的過(guò)程中，開(kāi)泵前要進(jìn)行暖泵操作，達(dá)到一定溫度后才能夠啟動(dòng)泵；第二，在運(yùn)行的過(guò)程中不能堵塞平衡管，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡管出口壓力的監(jiān)測(cè)，應(yīng)當(dāng)將壓力表加裝到平衡管的高壓側(cè)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對(duì)多級(jí)離心泵振動(dòng)、溫升等的檢查，必要時(shí)設(shè)置連鎖，保證超過(guò)設(shè)定值自動(dòng)停泵，以此來(lái)保證多級(jí)離心泵運(yùn)行的穩(wěn)定和安全［4］；第三，多級(jí)離心泵長(zhǎng)時(shí)間停止工作之后，泵軸受到轉(zhuǎn)子和葉輪的重力作用容易出現(xiàn)彎曲，因此應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行盤(pán)泵，每次同方向轉(zhuǎn)動(dòng)120度左右。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)有著一定的特點(diǎn)，其很容易出現(xiàn)故障，本文簡(jiǎn)要分析了多級(jí)離心泵葉輪與口環(huán)故障、平衡裝置故障、泵軸故障以及聯(lián)軸器間隙故障，并提出了具體的檢修措施和日常操作注意事項(xiàng)，旨在為多級(jí)離心泵的維護(hù)和檢修實(shí)踐提供參考。

［1］杜剛，王雅萌.多級(jí)離心泵常見(jiàn)故障分析與維修［J］.石油化工設(shè)備，2009，S1：94-97.

［2］劉福玉，劉福磊，孫廣軍，張鳳霞.探討多級(jí)離心泵常見(jiàn)故障檢測(cè)與維修［J］.才智，2012，20：36.

［3］孫緒軍，李裕茂，馬英杰.淺談多級(jí)離心泵的檢修與維護(hù)［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2014，20：17.

［4］趙志先.多級(jí)離心泵動(dòng)力學(xué)分析與故障診斷研究［D］.哈爾濱工程大學(xué)，2013.

復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)的研究探討

劉海鵬1裴志軍2李旭東2（1.中國(guó)石油集團(tuán)東南亞管道有限公司，北京 朝陽(yáng) 100028；2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710201）

摘要：雙驢頭抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)常出現(xiàn)以下問(wèn)題：曲柄配重配置較大，減速器曲柄軸輸出凈扭矩出現(xiàn)負(fù)值，容易出現(xiàn)減速器打齒問(wèn)題。關(guān)鍵受力部件驅(qū)動(dòng)繩受力受力過(guò)大，使用時(shí)易出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)繩斷開(kāi)、驅(qū)動(dòng)繩鎖塊斷裂等多種故障和問(wèn)題，嚴(yán)重影響采油施工安全和工作人員人身安全。因此，改進(jìn)設(shè)計(jì)，改善其平衡方式，增加產(chǎn)品適應(yīng)性和可靠性，改變整機(jī)受力狀態(tài)，提高使用壽命，降低能耗成為函待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：復(fù)合平衡；雙驢頭抽油機(jī)；研究；探討

在油田采油過(guò)程中，游梁式抽油機(jī)是目前普遍采用的機(jī)械采油裝備，雙驢頭抽油機(jī)是游梁式抽油機(jī)基本形式之一，其結(jié)構(gòu)由動(dòng)力機(jī)、減速器、支架、前驢頭、游梁體、后驢頭、連桿橫梁、曲柄及其配重、驅(qū)動(dòng)繩等主要部分組成。雙驢頭抽油機(jī)是將常規(guī)機(jī)游梁與橫梁的鉸鏈連接，改為變徑圓弧的后驢頭、鋼絲繩與橫梁之間的軟連接，構(gòu)成變參數(shù)四桿機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，克服了原機(jī)構(gòu)的死角，增加游梁擺角，沖程提高20%～50%，由于采用變徑圓弧的游梁后臂，使其實(shí)現(xiàn)負(fù)載大時(shí)平衡力矩大，負(fù)載小時(shí)平衡力矩小的工作狀態(tài)。從而達(dá)到加強(qiáng)平衡，降低能耗的目的，節(jié)能最高可達(dá)35%左右，從而各大油田普遍使用。但是，雙驢頭抽油機(jī)采用純曲柄平衡方式，而且要達(dá)到最佳平衡效果，要在曲柄上配置較大的曲柄配重，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，該機(jī)型存在以下問(wèn)題：由于曲柄配重配置較大，在使用過(guò)程中存在減速器曲柄軸輸出凈扭矩出現(xiàn)負(fù)值，在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，多次出現(xiàn)減速器打齒問(wèn)題。關(guān)鍵受力部件驅(qū)動(dòng)繩受力受力過(guò)大，全部的載荷都要通過(guò)驅(qū)動(dòng)繩來(lái)傳遞，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)多次出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)繩斷開(kāi)、驅(qū)動(dòng)繩鎖塊斷裂等多種故障和問(wèn)題，嚴(yán)重影響了采油施工安全和工作人員人身安全。因此，改進(jìn)設(shè)計(jì)，改善其平衡方式，增加產(chǎn)品適應(yīng)性和可靠性，改變整機(jī)受力狀態(tài)，提高使用壽命，降低能耗成為函待解決的問(wèn)題。

1 技術(shù)方案

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本文提出了復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)的設(shè)計(jì)理念，該抽油機(jī)將雙驢頭抽油機(jī)與彎游梁抽油機(jī)相結(jié)合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又通過(guò)增加游梁配重，變單純的曲柄平衡為復(fù)合平衡方式提高了整機(jī)的動(dòng)平衡性能，減小甚至消除減速器曲柄軸輸出凈扭矩產(chǎn)生負(fù)值，減小驅(qū)動(dòng)繩的受力狀況，提高整機(jī)使用壽命，降低工作能耗。

主要技術(shù)方案是：該種復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)，包括前驢頭、游梁體、驅(qū)動(dòng)繩、連桿橫梁、曲柄、減速器、底座、剎車(chē)裝置、支架和曲柄配重塊，與常規(guī)的雙驢頭型抽油機(jī)相比，他的獨(dú)特之處在于后驢頭中部和下部制作成箱體結(jié)構(gòu)，可向其中裝入比重較大的填充物作為游梁固定配重，小配重塊安裝在特制后驢頭的方格內(nèi)，并通過(guò)安全銷(xiāo)固定，小配重塊的數(shù)量根據(jù)不同井況的不同需要可隨意增減，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

這樣設(shè)計(jì)的復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)對(duì)于雙驢頭抽油機(jī)其他部分設(shè)計(jì)保持不變，將雙驢頭抽油機(jī)與彎游梁抽油機(jī)相結(jié)合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，而增加的部分方案簡(jiǎn)單、加工工藝方便易行。既可降低常規(guī)雙驢頭游梁抽油機(jī)因采用純曲柄平衡而對(duì)驅(qū)動(dòng)繩及減速器齒輪受力載荷不均和力矩不平衡產(chǎn)生循環(huán)沖擊載荷的危害，又可以減少整機(jī)運(yùn)行時(shí)游梁體、機(jī)架及底座產(chǎn)生的振動(dòng)，降低電機(jī)負(fù)載，提升雙驢頭抽油機(jī)整機(jī)性能，而且游梁平衡與曲柄平衡的復(fù)合平衡方式大大改善了整機(jī)動(dòng)平衡性能，減小了電機(jī)在上下沖程過(guò)程中的負(fù)載不均，減少了懸點(diǎn)載荷對(duì)驅(qū)動(dòng)繩、減速器齒輪等部件的沖擊，有效的降低了工作能耗。

圖1 復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)

2 具體實(shí)施方式

如圖1所示的復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)，包括前驢頭、游梁體、驅(qū)動(dòng)繩、連桿橫梁、曲柄、減速器、底座、剎車(chē)裝置、支架和曲柄配重塊，減速器輸出端連接有曲柄，曲柄鉸接連桿橫梁，曲柄配重塊通過(guò)鎖緊螺栓和曲柄緊固連接，游梁體前端安裝有前驢頭，游梁體后端安裝特制后驢頭，特制后驢頭上部裝有驅(qū)動(dòng)繩，驅(qū)動(dòng)繩下部與連桿橫梁相連，其特征在于：所述的復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)還包括一個(gè)裝有小配重塊的特制后驢頭。

所述特制后驢頭中部和下部制作成箱體結(jié)構(gòu)，可向其中裝入比重較大的填充物作為游梁固定配重，小配重塊安裝在特制后驢頭的方格內(nèi)，并通過(guò)安全銷(xiāo)固定，所述小配重塊的數(shù)量在特制后驢頭中可調(diào)。可根據(jù)抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷的變化適當(dāng)增減小平衡塊的數(shù)量，達(dá)到最佳平衡狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）該復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)，不受井位、井況限制，具有和一般游梁抽油機(jī)一樣的環(huán)境適應(yīng)性，適用于各種野外常規(guī)油氣開(kāi)采，但較之常規(guī)游梁抽油機(jī)整機(jī)性能好、各部件受力均勻，整機(jī)壽命長(zhǎng)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

（2）該復(fù)合平衡雙驢頭抽油機(jī)將雙驢頭抽油機(jī)與彎游梁抽油機(jī)相結(jié)合，既保留了變徑圓弧游梁后臂設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又通過(guò)增加游梁配重，變單純的曲柄平衡為復(fù)合平衡方式提高了整機(jī)的動(dòng)平衡性能，減小甚至消除減速器曲柄軸輸出凈扭矩產(chǎn)生負(fù)值，減小驅(qū)動(dòng)繩的受力狀況，提高整機(jī)使用壽命，降低工作能耗。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊繼忠，郭寶靈.雙驢頭抽油機(jī)結(jié)構(gòu)與性能淺析［J］.科技研究，2014，13：257，259.

［2］鄒龍慶，宋振華.雙驢頭抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2012，41（6）：21-25.

作者簡(jiǎn)介：劉海鵬（1988-），男，滿(mǎn)族，河北淶水人，2011年畢業(yè)于燕山大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油氣儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)工作。

劉陳軍（1986-），男，籍貫：江蘇省如東縣；學(xué)歷：本科，就讀于山東大學(xué)；現(xiàn)有職稱(chēng)：助理工程師；研究方向：