鎮(zhèn)三增輸油泵防結垢效果評價

黨琳　白萍　楊紅霞

摘要

隨著油井含水不斷上升，不同油層水型之間的不配伍性，使得集輸系統(tǒng)結垢問題日益突出，結垢使得輸油泵的運行能力降低，排量下降，大修除垢次數(shù)增加，過流配件的壽命縮短，檢維修費用增加。本文主要介紹了鎮(zhèn)三增輸油泵防結垢技術試驗情況及試驗結果。

關鍵詞：貝爾佐鈉 ；防結垢；效果評價

1.前言

2013年初，針對項目部部分站庫輸油泵結垢嚴重，清垢頻率高，給部分站庫運行帶來困難的現(xiàn)狀，項目部及時對結垢極其嚴重的鎮(zhèn)三增組織現(xiàn)場調研，了解輸油泵運行相關運行參數(shù)、結垢周期、清垢方式以及垢樣和垢質情況，對于近幾年推廣的防結垢技術進行了解和調研，結合項目部站庫結垢特點，對其配件進行BELZONA防結垢涂層，經(jīng)過兩個多月的調研、準備和技術協(xié)商，2014年5月初，鎮(zhèn)三增共計2臺輸油泵完成BELZONA防結垢涂層配件更換工作，目前該項目已完成。

2.油田結垢綜述

2.1 油田結垢原因

油田結垢主要有兩大原因：

（1）地層水中含有高濃度易結垢鹽離子，在采油過程中，因壓力、溫度或水成分變化改變了原先的化學平衡而產(chǎn)垢，主要以碳酸鈣垢為主，另外還混有碳酸鎂，硫酸鈣/鎂等，我國陸上油田結垢大都由此引起。

（2）是兩種或兩種以上不相容的水混合在一起，結垢離子相互作用而生成垢，最常見的有硫酸鋇垢和硫酸鍶垢，特別是海上在油田注海水開發(fā)過程中，地層水常含有鋇鍶離子，而海水中含有大量的硫酸根離子，兩者混合產(chǎn)生難溶的硫酸鹽垢。

2.2 油田結垢類型

目前已發(fā)現(xiàn)水中能產(chǎn)生的垢大約有120余種，通常把腐蝕產(chǎn)物以及溶解度大、含量高、在一定條件下析出的鹽也包括在垢內，根據(jù)垢的結合類型將油田生產(chǎn)過程中最常見的垢分為兩大類：硫酸鹽垢，碳酸鹽垢。

2.3 國內外防垢技術研究現(xiàn)狀

目前，國內外對油田垢的防治方法有很多種，主要分為物理方法、化學方法和工藝方法，在各種抑制和減緩結垢的方法中，傳統(tǒng)的酸洗技術勞動強度大，對管柱和設備有損害，鋇鍶垢堅硬難溶，采用酸洗無效。而化學防垢劑防垢具有成本低、對鈣垢和鋇、鍶垢均有效的優(yōu)點，因而被國內外油田普遍采用。

3.BELZONA防結垢涂層技術

貝爾佐鈉一種高分子材料。當設備因腐蝕、磨損、氣蝕等原因造成影響使用，甚至報廢時，貝爾佐鈉材料可對其進行快速、可靠的修復，從而節(jié)省因更換大量零部件所需的資金，將該材料涂于設備表面，可解決設備的結垢、腐蝕、磨損等難題，是降低經(jīng)營成本、提高生產(chǎn)效率以及綜合效益的最佳途徑。

4.鎮(zhèn)三增結垢現(xiàn)狀

鎮(zhèn)三增站內有外輸泵2臺。該站日外輸量約500 m3，由于無阻垢加藥設施，致使兩臺外輸泵結垢嚴重，平均結垢周期為2個月左右，結垢厚度為2-3mm，且葉輪、導葉等過流配件腐蝕破壞嚴重，每年須大修清垢5-6次，更換葉輪、導葉2-3次，增加了維修勞動強度和維修成本，嚴重影響了該站的正常運行。

5.現(xiàn)場試驗情況

2014年5月1日，桐川作業(yè)區(qū)對鎮(zhèn)三增2臺外輸泵進行了防結垢涂層改造，利用貝爾佐納高分子材料對兩臺輸油泵的4組葉輪、導葉進行防結垢涂層處理，改造后輸油泵運行平穩(wěn)。2014年10月23日因排量下降，對1號外輸泵進行檢修，拆泵后發(fā)現(xiàn)，該泵葉輪、導葉只有輕微結垢（厚度不足1mm，），表面光滑平整，無腐蝕破壞現(xiàn)象，平衡盤、平衡榖等未做防結垢涂層處理的部位結垢嚴重（厚度為2-3mm，），經(jīng)除垢后，泵排量恢復正常。

6.綜合評價

6.1延長設備結垢周期，降低設備維修費用

通過防結垢涂層處理，輸油泵葉輪、導葉結垢周期延長了120天，改造前檢修除垢必須采用火燒、機械敲擊等方法，費時費力且不安全，改造后一個檢修周期葉輪、導葉結垢厚度不足1mm，并且容易處理，同時改造前每年維修費用是改造后費用的4倍（1年內），通過改造后，1年可節(jié)約設備維修費用14000元。

6.2降低設備運行電流，節(jié)電效果明顯

對離心泵葉輪和導葉進行防結垢涂層處理后，葉輪、導葉表面更加光滑，降低了輸油時的水力損失，提高了泵的運行效率，降低了運行電流，節(jié)能效果明顯。輸油泵平均排量為25m3/h，電機平均運行電流由改造前37A降低至34A，均方耗電量降低了0.07 kwh/m3，年耗電量可減少12249.4 kwh，按照0.60元/kwh電價計算，全年預計可節(jié)約電費7350元。

6.3減少大修頻次，降低安全操作風險

改造前頻繁檢泵拆卸除垢，勢必增加了員工勞動強度，同時也提高了人身傷害幾率。目前所使用的火燒、機械敲擊等方法，容易造成燙傷、灼傷等傷害，同時頻繁拆卸泵體，也易造成砸傷、碰傷等事故。

6.4綜合經(jīng)濟效益對比

從維修費用和能耗費用方面考慮，將單臺離心輸油泵改造前后所發(fā)生費用進行對比，經(jīng)計算，改造第一年可節(jié)約運行成本10750元，計算方法為：全年節(jié)約費用（元）=節(jié)約維修費用（14000元）+ 節(jié)約電費（7350元）- 改造成本（10600元）。經(jīng)過貝爾佐鈉防結垢涂層處理過后的葉輪、導葉廠家質保一年，如果一年以后，涂層仍未被破壞，其使用時間將更長，綜合經(jīng)濟效益將更高。

6.5 存在的不足

不足之處是改造費用較高，單臺泵的2組葉輪、導葉零件費用為3200元，防結垢涂層處理費用為7400元，1臺輸油泵完成改造共需10600元，是普通2組葉輪導葉費用（3200元）的3倍，一次性投入費用較高。

7.結論

6個月的試驗表明，通過應用BELZONA防結垢涂層技術可以極大的延長輸油泵的結垢周期；可以提高輸油泵葉輪及導葉的抗腐蝕性和耐磨性，延長了過流配件的使用壽命，減少了輸油泵的大修次數(shù)，降低了維修、操作人員的勞動強度，減少了輸油泵的大修清垢費用；減少了泵運轉過程中的水力損失，提高了泵的運行效率，具有良好的節(jié)能效果。該技術施工簡單，效果明顯，具有大范圍推廣應用的前景。

參考文獻：

[1] 王世強，王笑菡，王勇.油田結垢及防垢動態(tài)評價方法的應用研究[J].中國海上油氣（工程），1997，9（1）：39-53.