油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用

朱益飛　肖志勇

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術(shù)檢測中心）

油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用

朱益飛1肖志勇2

（1.勝利油田分公司孤東采油廠；2.勝利油田分公司技術(shù)檢測中心）

針對勝利油田孤東采油廠油水混輸泵機組運行現(xiàn)狀和存在的問題，提出了開展油田油水混輸泵機組效率節(jié)能在線監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用課題。介紹了油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的主要研究內(nèi)容、節(jié)能監(jiān)測工作原理與機組效率計算方法，以及現(xiàn)場應(yīng)用情況，并對現(xiàn)場試驗應(yīng)用效果、經(jīng)濟效益和社會效益進(jìn)行了評價分析。實踐證明，該監(jiān)測技術(shù)測試方法先進(jìn)、測試準(zhǔn)確度高、可操作性強，能完全滿足油田生產(chǎn)現(xiàn)場油水混輸泵的節(jié)能監(jiān)測技術(shù)要求，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

油水混輸泵機組效率節(jié)能監(jiān)測研究應(yīng)用

目前勝利油田孤東采油廠共安裝油水混輸泵52臺，裝機總功率達(dá)3737kW。其中，離心泵14臺，裝機功率1354kW，螺桿油水混輸泵38臺，裝機功率2383kW，在用開泵臺數(shù)保持在30臺左右。由于生產(chǎn)現(xiàn)場工藝條件和安裝地點多等因素的影響，采油廠油水混輸泵運行效率監(jiān)測能力比較薄弱，造成監(jiān)測工作不能有效開展，不能對在用油水混輸泵機組運行效率作出科學(xué)評價，對優(yōu)化生產(chǎn)運行和節(jié)能降耗工作造成影響。另一方面，由于油水混輸泵輸送介質(zhì)含水、含砂以及連續(xù)運行時間長等因素，造成油水混輸泵與其它泵相比故障率高、維修頻率高，且在運行過程中閥門節(jié)流現(xiàn)象也較普遍，不能使油水混輸泵在高效區(qū)運行。

針對油田生產(chǎn)中存在的上述實際問題，提出了開展油田油水混輸泵機組效率節(jié)能在線監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用課題，實現(xiàn)節(jié)能監(jiān)測技術(shù)儲備，提升節(jié)能監(jiān)測技術(shù)能力，完善油田整體節(jié)能監(jiān)測體系，優(yōu)化油水混輸泵機組運行，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗。

1　主要研究內(nèi)容

1.1技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)各油田主要利用HIOKI3169電參數(shù)測試儀對各聯(lián)合站原油外輸泵機組電運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，依據(jù)SY/T5264—2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》中第六章原油集輸系統(tǒng)的測試與計算方法，根據(jù)現(xiàn)場測試計算出輸油泵機組效率，并作出機組運行狀況的科學(xué)評價［1］。而對油水混輸泵機組由于受監(jiān)測技術(shù)和現(xiàn)場生產(chǎn)工藝條件限制未能開展有效節(jié)能監(jiān)測。

1.2研究內(nèi)容

油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)主要研究內(nèi)容有：

◇油水混輸泵排量測試方法；

◇油水混輸泵泵前、泵后壓力測試方法；

◇油水混輸泵機組監(jiān)測技術(shù)設(shè)計方案；

◇油水混輸泵機組運行效率測試計算方法。

現(xiàn)場各監(jiān)測計量儀表計量準(zhǔn)確度均要求達(dá)到±1.0%，通過開展研究與現(xiàn)場應(yīng)用試驗，掌握油水混輸泵運行效率在線監(jiān)測技術(shù)。

2　節(jié)能監(jiān)測與機組效率計算

2.1監(jiān)測工作原理

1）測試依據(jù)：依據(jù)SY/T5264—2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》中第六章原油集輸系統(tǒng)的測試與計算的要求開展現(xiàn)場測試。

2）測試技術(shù)：油水混輸泵運行效率監(jiān)測的技術(shù)難點主要在于泵實際排量的測量。測試介質(zhì)由于是一種混合物，對測試準(zhǔn)確度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，部分測試介質(zhì)除了油和水之外還含有氣。對于聯(lián)合站內(nèi)普遍采用的離心泵來說一般不含氣，可采用便攜式超聲波流量計測試泵實際排量。而接轉(zhuǎn)站、計量站的螺桿油水混輸泵的輸送介質(zhì)一般均含有氣，其泵實際排量不能采用流量計進(jìn)行現(xiàn)場測試，需要通過單井計量裝置計量統(tǒng)計獲得泵的實際排量，泵機組的各項電參數(shù)測試采用HIOKI3169電參數(shù)測試儀測試，利用精密壓力表對泵進(jìn)、出口壓力進(jìn)行現(xiàn)場錄取。為確保現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，便攜式超聲波流量計測試現(xiàn)場正確安裝是關(guān)鍵，按照超聲波流量計測試技術(shù)要求選擇測試點，流量計測試探頭與管道相耦合；泵進(jìn)、出口壓力測試時由于振動較大，應(yīng)安裝防震測試接頭，以防精密壓力表損壞；對于部分含少量氣體液量測量，應(yīng)以單井計量裝置計量數(shù)據(jù)作為泵的實際排量來計算。

2.2機組效率計算方法

式中：

η——油水混輸泵機組運行效率，%；

P1——油水混輸泵輸出壓力，MPa；

P2——油水混輸泵輸入壓力，MPa；

P入——電動機輸入功率，kW；

Q——油水混輸泵實際排量，m3/h。

3　現(xiàn)場應(yīng)用情況

按照制定的現(xiàn)場測試技術(shù)方案，于2014年7月組織開展油水混輸泵機組運行效率監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)場測試應(yīng)用試驗，共完成勝利油田孤東采油廠采二、采四、新灘試采礦現(xiàn)場測試油水混輸泵（螺桿泵）效率19臺，取得了良好現(xiàn)場測試應(yīng)用效果。9月和10月份又組織對各聯(lián)合站油水混輸泵（離心泵）監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)場測試應(yīng)用試驗，共完成油氣集輸大隊現(xiàn)場測試油水混輸泵效率14臺，取得了良好現(xiàn)場測試應(yīng)用效果?，F(xiàn)場測試情況如下：

1）螺桿泵測試［2-3］。從表1中可以看出，測試的19臺油水混輸泵平均機組效率為48.79%，平均功率因數(shù)為0.777，平均輸入功率為17.73kW，油水混輸泵機組效率在50%以下有13臺，占測試總量68%；50%～70%的有3臺，占16%；大于70%的有3臺，占16%。

2）離心泵測試。從表2中可以看出，測試的14臺油水混輸泵平均機組效率為46.66%，平均功率因數(shù)為0.756，平均輸入功率為30.35kW，油水混輸離心泵泵機組效率在45%以下有5臺，占測試總量的35.7%；大于45%的有9臺，占64.3%。

4　試驗效果評價

2014年共完成油水混輸泵測試33臺次，其中離心泵機組效率測試14臺次，螺桿泵機組效率測試19臺次。測試結(jié)果表明，離心泵平均機組效率46.66%，平均機組單耗0.57kWh/m3，機組平均功率因數(shù)0.756，單臺離心泵機組效率最高為59.81%，最低為20.87%；螺桿泵平均機組效率48.79%，平均功率因數(shù)為0.777，單臺螺桿泵機組效率最高為85.83%，最低為16.45%。

表1　油水混輸螺桿泵效率測試匯總

通過開展油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用，掌握了油田油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的新技術(shù)和新方法，提升了油田節(jié)能監(jiān)測技術(shù)能力，實現(xiàn)對油田油水混輸泵機組運行效率的在線檢測，更好地優(yōu)化掌握油水混輸泵的運行狀態(tài)，提高了在用油水混輸泵的整體運行效率和質(zhì)量。

表2　油水混輸離心泵效率測試匯總

5　效益分析

通過開展油水混輸泵節(jié)能監(jiān)測技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)有15臺次油水混輸泵機組效率較低（其中離心泵5臺次、螺桿泵10臺次，最低機組效率分別為20.87%和16.45%），通過分析低效原因，合理制定挖潛提效措施，確保油水混輸泵在高效區(qū)運行。

按每臺油水混輸泵專項檢測費用為1000元計算，技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心能測室全年共完成油水混輸泵專項檢測33臺次，則產(chǎn)生計量檢測效益為33000元。通過開展油水混輸泵專項節(jié)能監(jiān)測，實現(xiàn)年創(chuàng)測試效益3.3萬余元。

通過開展油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場應(yīng)用試驗，解決了油田長期以來油水混輸泵不能測試的技術(shù)難題。同時，提高了全廠用電設(shè)備管理水平，有利于優(yōu)化油水混輸泵整體運行質(zhì)量，有利于企業(yè)經(jīng)營管理，提高了生產(chǎn)運行管理質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

6　結(jié)束語

開展油水混輸泵監(jiān)測技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新研究與現(xiàn)場應(yīng)用，解決油田長期以來油水混輸泵不能測試的技術(shù)難題和節(jié)能降耗瓶頸，對提高油田節(jié)能檢測技術(shù)能力、優(yōu)化油水混輸泵整體運行質(zhì)量、提升油水混輸泵機組能源利用效率、改善部分油水混輸泵低效運行現(xiàn)狀、實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗，具有十分重要的作用和效果。實踐證明，該監(jiān)測技術(shù)測試方法先進(jìn)，測試準(zhǔn)確度高，可操作性強，能完全滿足油田生產(chǎn)現(xiàn)場油水混輸泵的節(jié)能監(jiān)測技術(shù)要求，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

［1］國家能源局.SY/T5264—2012油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2012.

［2］呂彥平，吳曉東，李遠(yuǎn)超.螺桿泵井系統(tǒng)效率分析模型及應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2006，28（1）：64-68.

［3］趙海麟.利用測試分析提高螺桿泵井系統(tǒng)效率［J］.石油石化節(jié)能，2013，3（6）：10-12.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.006

2014-12-06）

朱益飛，高級工程師，1989年畢業(yè)于華東石油學(xué)院（生產(chǎn)過程自動化專業(yè)），從事油田節(jié)能新技術(shù)新工藝研究開發(fā)與推廣應(yīng)用工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營市仙河鎮(zhèn)勝利油田孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心，257237。