關(guān)于往復(fù)式柱塞泵壓力下降頻繁換件原因的探討

張妮 李磊

摘要：目前由于油田開發(fā)的需要，聯(lián)合站采出水處理確實(shí)有了不小壓力，寧波錢湖所產(chǎn)往復(fù)式柱塞泵，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，在油田注水中得到了廣泛的應(yīng)用。以下主要針對(duì)泵頭常換部件的壞損原因，提出幾點(diǎn)分析原因，希望能帶來減輕工作強(qiáng)度和成本的成效。

關(guān)鍵詞：柱塞泵;夾布?jí)|;吸入閥板;排液閥板

由于往復(fù)式柱塞泵注水壓力高，所以柱塞泵承受重負(fù)荷周期作用，尤其采出水注水泵，換件更是頻繁，針對(duì)注水壓力下降的原因，分析到以下幾點(diǎn)原因：喂水泵壓力過低;進(jìn)口過濾器濾網(wǎng)結(jié)垢;盤根漏失量大;泵頭內(nèi)排液部件效率下降，造成壓力下降，不得不停泵更換;增加了人工的工作強(qiáng)度，增加了企業(yè)成本。因此對(duì)于其影響因素的探索尤為迫切。

1.柱塞泵結(jié)構(gòu)及工作原理

FF5DSB型高壓往復(fù)柱塞式注水泵，吸入最小壓力0.05Mpa，進(jìn)口管線壓力0.25Mpa，額定排出壓力25Mpa，實(shí)際運(yùn)行壓力21～22Mpa，額定排量26.6。

基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成：由曲軸、連桿、十字頭第構(gòu)成動(dòng)力端，由泵頭、泵閥、柱塞及其密封部件組成液力端，其液力端采用水平直通式組合閥整體泵頭結(jié)構(gòu)。

工作時(shí)，柱塞泵往后運(yùn)動(dòng)，柱塞和針管吸水原理一樣吸入水，吸入的水是從組合閥吸入，柱塞向前運(yùn)動(dòng)，柱塞前端的吸入閥板在彈簧作用力下緊貼在入水的組合閥的密封面，因?yàn)樗跓o法返回低壓來水的回路時(shí)只能被柱塞推入僅留在組合閥中間通往高壓水室的中間通孔內(nèi)，水流壓開高壓水室的排液閥芯，一個(gè)注水動(dòng)作完成，隨著柱塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，排液閥芯在彈簧作用力下緊貼組合閥高壓密封面，防止高壓水倒流，隨著柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，組合閥排液閥芯反復(fù)打開關(guān)閉，就形成了完整的注水過程。

2.常見故障及改進(jìn)措施

2.1組合閥排液閥芯密封面受損

組合閥和排液閥板，經(jīng)高壓水流沖擊，在組合閥和排液閥板密封光面形成溝槽狀沖刷痕跡，排液閥板不能將腔內(nèi)高壓水密封，高壓水回到吸水室內(nèi)，又作了往復(fù)循環(huán)，組合閥高壓水流的沖擊下出現(xiàn)了裂紋破損（圖1），在所以泵出口流量計(jì)流量下降，分水器壓力也跟著下降。在這里也常出現(xiàn)閥芯做高強(qiáng)度往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終疲勞斷裂在塞頭，閥芯密封面脫落，等于高壓出水端和柱塞前端的成了聯(lián)通狀態(tài)，這種狀態(tài)泵肯定是在做無用功了。

改進(jìn)措施：將排液閥板芯與組合閥接觸的密封面加大面積，密封面的整圈直徑大3-4mm，相當(dāng)密封面積增加了，這樣就增加了密封效果，延長(zhǎng)了使用壽命。

2.2組合閥與吸入閥板接觸面受損

組合閥與吸入閥板接觸面，吸入閥板是樹酯材料，柱塞推動(dòng)前端的水向前運(yùn)動(dòng)，水被擠入組合閥內(nèi)的很有限，就會(huì)有水被擠向周圍，這時(shí)如果組合閥與泵頭密封的夾布?jí)|出現(xiàn)破損，沒有了密封效果，水會(huì)從組合閥與泵頭的間隙處和吸入來水匯合，造成了排量下降，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，造成泵頭與組合閥夾布?jí)|的密封凹槽腐蝕，所以即使更換了新的組合閥、夾布?jí)|、吸入閥板、排液閥板等構(gòu)件，排量提升的效果依然不佳，所以只能更換整體泵頭，造成了更大的損失。

改進(jìn)措施：

（1）將夾布?jí)|改用耐用的橡膠墊或牛筋墊，加寬加厚密封墊的尺寸，同時(shí)加工泵頭放置密封墊的凹槽尺寸。

（2）夾布?jí)|變形沒起到密封效果，與人為裝配也有很大關(guān)系。最妥的做法就是使螺絲剛好壓緊，使夾布?jí)|保持形狀，吸入水室的水與柱塞運(yùn)動(dòng)推來的高壓水在夾布?jí)|的兩側(cè)同時(shí)擠壓夾布?jí)|，夾布?jí)|產(chǎn)生變形，將泵頭和組合閥的微量泄露點(diǎn)堵死，防止漏失擴(kuò)大化。

2.3喂水泵供液不足引起的故障

喂水泵發(fā)生氣蝕不上量，柱塞前端空氣產(chǎn)生高溫，在發(fā)現(xiàn)高溫后通常采取的方法就是排除喂水泵故障后，對(duì)注水泵進(jìn)行泄壓放空后繼續(xù)使用，卻很少有人將泵頭打開檢查，因?yàn)槲腴y板已經(jīng)變形，就不可能將低壓來液和高壓排液完全封閉，造成吸不足液或者排液在打入來水室內(nèi)又被吸入，如此形成一個(gè)死循環(huán)，此類事故并不多見，加上啟泵后并不見高溫出現(xiàn)，所以常被忽略，直到再次打開泵頭，才被發(fā)現(xiàn)。

改進(jìn)措施：

堅(jiān)決杜絕低灌位運(yùn)行，定期檢查進(jìn)口過濾器濾網(wǎng)。巡檢時(shí)也要用手觸摸函體表面，函體發(fā)燙有很大可能出現(xiàn)了上述情況，在出現(xiàn)缺水高溫故障后，啟泵后發(fā)現(xiàn)還是無法上量，將泵頭打開確認(rèn)檢修。

2.4淹缸故障

盤根漏失量大，高壓水從盤根與柱塞間隙流出，本來在允許范圍內(nèi)的漏失（20～30滴/每分鐘）可以起到降溫和潤滑的作用，但是大量的漏失會(huì)造成柱塞拉傷，盤根加速破碎，盤根碎沫和泵倉鹽垢堵住了漏失管線的入口，大量的水聚集泵倉，隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞連桿將水帶入曲軸箱內(nèi)，造成機(jī)油乳化的淹缸事故，若再遲些發(fā)現(xiàn)，就會(huì)損傷曲軸。在這里我們提到了淹缸，還有一個(gè)事故類型也常造成淹缸，那就是調(diào)節(jié)螺母在柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用下逐漸從函體中退出，當(dāng)班員工巡檢時(shí)沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦調(diào)節(jié)螺母完全退出，盤根被水壓退出函體，大量的水聚集在泵倉內(nèi)，泵還在工作，就是當(dāng)班員工以最快的速度停泵、關(guān)閉閥門，也在幾分鐘以后，如果在晚上出現(xiàn)這種情況，恐怕污水池滿了也都沒人能發(fā)現(xiàn)，水隨著連桿運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到曲軸箱內(nèi)肯定是必然的，那一定是要換機(jī)油的，一大桶機(jī)油大概是6000多塊。

改進(jìn)措施：

（1）裝配盤根應(yīng)采用較為合理的“一三一四一”裝配法，即在函體內(nèi)的裝配順序?yàn)橐粋€(gè)較窄的導(dǎo)向環(huán)，后面加三個(gè)盤根，再加一個(gè)較窄導(dǎo)向環(huán)，后面再裝一個(gè)較寬的導(dǎo)向環(huán)，這樣裝配的盤根使用壽命較長(zhǎng)。

（2）泵倉設(shè)計(jì)不合理，泵倉底部為空，更有利于裝配函體，因?yàn)楹w沒有裝平，也是造成淹缸的主要原因，不能設(shè)計(jì)成無底的，也要將漏失出水口的直徑較現(xiàn)在大4-5倍為宜，設(shè)計(jì)成這樣，可以避免淹缸事故。

3.結(jié)論及建議

由以上換件原因，我們能看出，夾布?jí)|起的作用實(shí)在太過重要，正因?yàn)閵A布?jí)|損壞，而導(dǎo)致吸入閥板和組合閥一同受損，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)損壞泵頭密封槽。通過實(shí)驗(yàn)，夾布?jí)|沒有完全壓平的裝配方法確實(shí)比其他缸換件周期更長(zhǎng)，組合閥和吸入閥板損壞的程度也比其他缸較輕。選用材料稍貴的，也能收到延長(zhǎng)換件周期的效果，細(xì)經(jīng)比較，還是材料稍貴的用起來更能節(jié)省材料成本。

（1）科學(xué)合理的裝配和成熟的裝配工藝，可以延長(zhǎng)組合閥的使用周期、盤根的更換頻次，可以顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度，將低成本。

（2）如果廠家能夠采用合理的設(shè)計(jì)，修泵會(huì)因?yàn)橛邢鄬?duì)寬裕的空間而縮短修泵時(shí)間，所裝函體也會(huì)壓緊壓平，延長(zhǎng)了函體墊的使用壽命。

（3）提供質(zhì)量好的配件，更是降本增效的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]<<注水泵工>>，2004年石油工業(yè)出版社，作者，中國石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心.