影響注水泵能耗的因素分析與節(jié)能降耗對(duì)策

徐翠萍 王杰飛

摘要：油田注水開(kāi)發(fā)是我國(guó)陸地油田開(kāi)發(fā)的一種重要方式，注水系統(tǒng)耗能也相對(duì)很大。伴隨著石油開(kāi)采的深入，注水泵的作用越發(fā)凸顯，但高能耗增加了油田開(kāi)發(fā)的成本，因此節(jié)能降耗意義重大。本文分析了影響注水泵能耗的因素，闡述了節(jié)能降耗對(duì)策。

關(guān)鍵詞：油田;注水泵;能耗;節(jié)能降耗;對(duì)策

現(xiàn)階段，很多油田在開(kāi)采中都是以離心泵作為注水泵，水泵在啟動(dòng)前，需要將泵殼和吸水管注滿水再啟動(dòng)電機(jī)，以泵軸帶動(dòng)葉輪與水的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助離心力將水甩向葉輪外緣，再經(jīng)過(guò)渦型泵殼中的流道進(jìn)入壓水管道。而注水泵在運(yùn)行過(guò)程中，需要消耗大量能源，會(huì)導(dǎo)致石油開(kāi)采成本的增加，需要技術(shù)人員做好節(jié)能降耗工作。

1.??? 影響注水泵能耗的因素分析

1.1? 效率偏低

多數(shù)油田注水泵在運(yùn)行中都存在效率偏低的情況，影響了注水泵功能的充分發(fā)揮，分析原因，一是因?yàn)楹芏嘤吞镒⑺窘ㄔO(shè)時(shí)間較早，設(shè)備老化嚴(yán)重，管線內(nèi)部結(jié)垢變細(xì)，影響了水流的輸送效果，也使得注水泵機(jī)組運(yùn)行效率不高;二是流量損失嚴(yán)重，油田注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中回流調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)用較少，注水泵出口和管線末端之間的漏失量同樣會(huì)導(dǎo)致流量損失問(wèn)題;三是運(yùn)行參數(shù)不準(zhǔn)確，很多時(shí)候，注水站官網(wǎng)壓力無(wú)法保持平衡，較大的壓差波動(dòng)增大了注水泵的負(fù)荷，也使得其耗電量居高不下。

1.2? 維護(hù)不足

注水泵的運(yùn)行效率會(huì)直接影響注水系統(tǒng)效率，而良好的維護(hù)保養(yǎng)則是保證注水泵運(yùn)行效率的關(guān)鍵所在。但是就目前而言，很多油田注水站都沒(méi)有重視對(duì)于注水泵的運(yùn)行維護(hù)，導(dǎo)致部分設(shè)備存在嚴(yán)重老化和帶病運(yùn)行的情況，影響了注水泵乃至注水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，進(jìn)一步增大了能耗，甚至?xí)?duì)油田的水質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.3? 對(duì)節(jié)能問(wèn)題認(rèn)識(shí)不到位

分析現(xiàn)階段水泵選擇與使用，首先部分相關(guān)管理人員存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，對(duì)于注水泵節(jié)能層面認(rèn)識(shí)不到位，認(rèn)為選擇或使用注水泵只要能夠滿足生產(chǎn)需求就可以，不利于節(jié)能降耗。同樣在對(duì)注水泵性能與應(yīng)用層面存在一定問(wèn)題，認(rèn)為流量大或揚(yáng)程大的注水泵就是質(zhì)量好的水泵，忽視型號(hào)與實(shí)際生產(chǎn)使用情況的匹配性，造成資金浪費(fèi)，降低了使用價(jià)值，造成不必要能量損耗。所以在注水泵選擇與使用上要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況與實(shí)際需求，做好節(jié)能設(shè)計(jì)工作，從注水泵設(shè)計(jì)到后期維護(hù)全方面貫徹節(jié)能意識(shí)。

1.4? 注水泵在使用管理上存在問(wèn)題

注水泵在使用方面存在的問(wèn)題主要有以下兩點(diǎn)：第一，在注水泵選擇上，沒(méi)有選擇與實(shí)際應(yīng)用相匹配的注水泵，或者只關(guān)注注水泵性能與價(jià)格，忽視了節(jié)能特性，這樣的注水泵在日常使用中會(huì)造成巨大的能源損耗;第二，注水泵在日常使用中，缺乏科學(xué)的管理檢查機(jī)制，在日常操作中存在不規(guī)范現(xiàn)象，對(duì)零部件以及整體系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，造成注水泵無(wú)法正常應(yīng)用。

2.??? 實(shí)現(xiàn)注水泵節(jié)能降耗的對(duì)策

2.1? 調(diào)節(jié)注水泵運(yùn)行參數(shù)

從保證注水泵節(jié)能運(yùn)行的角度，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)需求，對(duì)注水泵的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，在日常操作環(huán)節(jié)，要求操作人員必須能夠熟練掌握注水泵的性能以及實(shí)際注水參數(shù)，把握好注水泵的運(yùn)行方式，然后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，確保注水泵能夠始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)，將其節(jié)能降耗效果充分發(fā)揮出來(lái)。

2.2? 做好注水泵維護(hù)保養(yǎng)

注水泵的維護(hù)保養(yǎng)是確保其穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，要求相關(guān)工作人員必須具備較高的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和能力，樹(shù)立起良好的責(zé)任意識(shí)，提升維護(hù)保養(yǎng)的效果。具體來(lái)講，一是應(yīng)該建立起完善的管理制度，為注水泵的維護(hù)保養(yǎng)工作提供可靠支撐;二是應(yīng)該定期做好注水泵的檢查維護(hù)工作，嚴(yán)格依照相關(guān)要求操作，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，需要做好原因分析和處理。例如，如果在日常維護(hù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)注水泵葉輪存在損壞或者腐蝕問(wèn)題，需要切斷污水管道，將注水泵內(nèi)的污水排出，以冷卻水反復(fù)沖刷，減小腐蝕程度;對(duì)于軸承磨損問(wèn)題，應(yīng)該做好潤(rùn)滑工作，及時(shí)對(duì)不合適的軸承進(jìn)行更換，做好彎曲泵軸的校正。在檢查維護(hù)乃至保養(yǎng)維修過(guò)后，需要對(duì)前后數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為后續(xù)管理工作提供參考;三是應(yīng)該對(duì)注水泵系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)配，將管網(wǎng)系統(tǒng)壓力控制在一個(gè)相對(duì)較低的范圍內(nèi)，確保高效率注水泵的優(yōu)先運(yùn)行，盡可能減少啟停錯(cuò)做的現(xiàn)象，保證注水泵運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性;四是應(yīng)該建立相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)考核制度，做到賞罰分明，激發(fā)工作人員的積極性，對(duì)于工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的員工，可以予以相應(yīng)的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，如獎(jiǎng)金，對(duì)于工作態(tài)度敷衍，在工作中馬虎大意，甚至導(dǎo)致注水泵人為故障的員工，則應(yīng)該做好懲處，以此來(lái)提升注水泵維護(hù)保養(yǎng)的效果。

2.3? 注水泵日常使用節(jié)能策略

由于大部分注水泵使用者對(duì)節(jié)能知識(shí)了解較少，無(wú)法根據(jù)自己實(shí)際需求購(gòu)買(mǎi)。同時(shí)，在使用過(guò)程中，也不能夠很好地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修，導(dǎo)致注水泵能耗偏高。而且大部分使用者會(huì)存在操作不當(dāng)情況，導(dǎo)致注水泵無(wú)法正常發(fā)揮作用。因此，注水泵節(jié)能需要使用者合理操作，主要包括以下內(nèi)容：第一，在安裝過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際環(huán)境，適當(dāng)對(duì)消耗葉輪角度進(jìn)行調(diào)整，提高注水泵工作效率;第二，調(diào)節(jié)車(chē)削葉輪直徑，使注水泵使用性能更高，這種方式是非常簡(jiǎn)單方便的節(jié)能方式，在這個(gè)過(guò)程中，需要使車(chē)削葉輪軸功率、前后流量、揚(yáng)程、前后葉輪直徑保持合適狀態(tài)，并且要在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，不可以無(wú)限調(diào)節(jié);第三，可以利用變速調(diào)節(jié)直接用注水泵轉(zhuǎn)速變化改變其性能;第四，注水泵調(diào)節(jié)應(yīng)盡量少用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，從變速、車(chē)削以及邊角等方面考慮解決問(wèn)題;第五，在實(shí)際使用中，可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)、變頻、齒輪變速箱等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)注水泵節(jié)能。

2.4? 優(yōu)化注水泵控制方式

一方面，可以采用PCP（泵控泵）技術(shù)。PCP系統(tǒng)可以通過(guò)在注水系統(tǒng)中增加調(diào)節(jié)泵的方式，實(shí)現(xiàn)注水泵的節(jié)能降耗，而想要構(gòu)建起完善的PCP系統(tǒng)，需要借助串聯(lián)技術(shù)和變頻技術(shù)，將其運(yùn)用到注水泵滿負(fù)荷運(yùn)行工況中，能夠顯著增加注水泵的注水壓頭，降低注水泵負(fù)荷量。在實(shí)際運(yùn)行中，注水泵和調(diào)節(jié)泵相輔相成，能夠通過(guò)完成同一個(gè)作業(yè)過(guò)程，借助調(diào)節(jié)泵，能夠有效避免單一注水泵運(yùn)行中存在的電機(jī)過(guò)大、過(guò)載現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)壓力與能量的平衡，有效規(guī)避流量浪費(fèi)風(fēng)險(xiǎn);另一方面，可以引入變頻控制技術(shù)。注水泵運(yùn)行環(huán)節(jié)，可以采用恒壓注水的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力與能量的平衡，在實(shí)際操作中，可以引入變頻控制，借助壓力傳感器和電機(jī)進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)壓力增大時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨之升高，壓力減小時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，將管道內(nèi)部的壓力控制在相對(duì)恒定的狀態(tài)。必須明確，變頻控制并非簡(jiǎn)單的使用壓力傳感器，在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該從油田的實(shí)際情況著眼，考慮生產(chǎn)要求以及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，借助變頻器和調(diào)節(jié)器技術(shù)，保證輸出電壓的穩(wěn)定性。在這個(gè)過(guò)程中，傳感器的作用是幫助管理人員及時(shí)了解注水泵的運(yùn)行情況，而變頻器和調(diào)節(jié)器均為接收終端，可以依照接收到的反饋信息實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，提升注水泵工作過(guò)程的智能化程度。借助變頻控制技術(shù)，可以對(duì)注水泵的流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，避免水源井的反復(fù)啟動(dòng)和停止，實(shí)現(xiàn)注水泵供水的自動(dòng)化，節(jié)能降耗的同時(shí)，也可以有效降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.??? 結(jié)語(yǔ)

總而言之，作為油田生產(chǎn)中一種非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，注水泵的運(yùn)行效率會(huì)對(duì)石油開(kāi)采效率產(chǎn)生直接影響，而在注水泵運(yùn)行中，受各種因素的影響，存在工作效率不高、能耗居高不下的現(xiàn)象。對(duì)此，技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于注水泵節(jié)能降耗技術(shù)的研究，通過(guò)調(diào)節(jié)注水泵運(yùn)行參數(shù)、做好注水泵維護(hù)保養(yǎng)、優(yōu)化注水泵控制方式等措施，提升注水泵運(yùn)行效率的同時(shí)，降低其能耗，推動(dòng)石油開(kāi)采的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

徐翠萍，女，1975年 9月出生，主任技師，從事注水管理工作。