大排量隔膜泵在氣井加藥中的運(yùn)用分析

崔茂林 劉賡傳

摘要：隔膜泵是主要是通過內(nèi)部調(diào)節(jié)單元對(duì)流體流量進(jìn)行控制的一項(xiàng)現(xiàn)代工業(yè)裝置，在氣井加藥處理工作中占據(jù)較為重要的位置。本文簡述了隔膜泵的基本情況，對(duì)大排量隔膜泵的工作原理、氣井加藥中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)及加藥階段的問題進(jìn)行探析，旨在為相關(guān)專業(yè)人士提供理論支持。

關(guān)鍵詞：大排量隔膜泵;氣井加藥;排量

引言：

現(xiàn)階段，隨著我國對(duì)油氣田勘測(cè)開采工作重視程度的不斷提高，對(duì)大排量隔膜泵的使用標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)用效果的要求也在不斷提高。大排量隔膜泵通?？梢詫?duì)諸多類型的介質(zhì)進(jìn)行輸送，從而在氣井加藥工作當(dāng)中占據(jù)較為重要的位置，因此，及時(shí)對(duì)隔膜泵在氣井加藥中的運(yùn)用進(jìn)行分析，是現(xiàn)階段需要關(guān)注的主要問題。

1隔膜泵的基本情況概述

隔膜泵實(shí)際上指的是栓塞泵，也被稱為“控制泵”，是“隔膜式計(jì)量泵”的簡稱，它可以借助薄膜將活柱和泵缸與被輸液體有效分隔，達(dá)到保護(hù)活柱和泵缸的目的，是當(dāng)代工業(yè)精細(xì)化裝置當(dāng)中的重要控制執(zhí)行單元。隔膜泵在控制階段是以計(jì)算機(jī)控制信號(hào)或電子控制單元的形式對(duì)流程進(jìn)行控制的一項(xiàng)設(shè)備部件，將該部件投入使用期間不僅可以調(diào)整良好的參數(shù)數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)階段過程自動(dòng)化控制?，F(xiàn)階段隔膜泵主要適用在工業(yè)操作中的溫度調(diào)節(jié)、流量控制、壓力平衡、液位跟蹤等方面。

隔膜泵的主要作用在于適用性較強(qiáng)這一方面。從該項(xiàng)部件的操作動(dòng)力方面來看，隔膜泵的類型可以分為氣動(dòng)隔膜泵和電動(dòng)隔膜泵兩種，其中氣動(dòng)隔膜泵可以壓縮周圍空氣變?yōu)閯?dòng)力，內(nèi)部具有調(diào)節(jié)流量、控制溫度、智能自吸、潛水作業(yè)等功能;電動(dòng)隔膜泵在工作期間不需要灌引水，具備通過性良好、體積較小、功能齊全、自吸能力強(qiáng)等特點(diǎn)。從隔膜泵構(gòu)成材質(zhì)的角度來看，主要包括鋁合金材質(zhì)、鑄鐵材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、塑料材質(zhì)、鐵氟龍材質(zhì)等，諸多材質(zhì)的選擇方便隔膜泵在不同環(huán)境下更好地開展工作。

隔膜式計(jì)量泵的主要功能是實(shí)現(xiàn)流量的管控和計(jì)算，這一功能除了可以投入到油氣田中進(jìn)行應(yīng)用外，還可以廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)工作環(huán)境當(dāng)中。包括在食品加工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的流體介質(zhì)控制（啤酒加工、醬料制作）、各類化工物質(zhì)的加工（試劑調(diào)和、乳油配比）、污水處理及酸堿性強(qiáng)且易揮發(fā)物質(zhì)的加工生產(chǎn)等[1]。

2大排量隔膜泵的工作原理運(yùn)用探析

大排量隔膜泵是容積泵當(dāng)中設(shè)計(jì)形式較為特殊的一種工業(yè)裝置，從工業(yè)使用角度來看，它是依靠裝置內(nèi)部的隔膜片多次鼓動(dòng)，將工作空間容積改變，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)排除和吸入的一項(xiàng)裝置。各式各樣的隔膜泵內(nèi)部均由隔膜缸頭和傳動(dòng)部分組成，傳動(dòng)部分是帶動(dòng)隔膜片反復(fù)鼓動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要傳動(dòng)形式包括氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)及機(jī)械傳動(dòng)三種形式。隔膜缸頭是根據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)行區(qū)分的裝置，例如，在電動(dòng)隔膜泵進(jìn)行工作期間，隔膜缸頭可以在電力驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)持續(xù)工作，而氣動(dòng)隔膜缸頭則是應(yīng)用內(nèi)部隔膜片，將裝置中的工作液體和輸送液體進(jìn)行分離。通常來說，耐磨性較差的隔膜片不能長時(shí)間進(jìn)行工作，耐腐蝕性不夠良好的隔膜片容易被酸堿性較強(qiáng)的物質(zhì)腐蝕，因此，選擇隔膜片時(shí)要注重對(duì)柔韌性、耐腐蝕性、耐磨性等方面的關(guān)注，為適應(yīng)長時(shí)間、高頻率的工作奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)階段較為常用的隔膜泵內(nèi)部工作腔兩側(cè)各有一塊隔膜，中心聯(lián)桿將兩個(gè)隔膜連至一體。隔膜泵的進(jìn)氣口可以將壓縮過的空氣引入配氣閥，推動(dòng)裝置內(nèi)部的隔膜進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，然后從另一側(cè)腔排出。當(dāng)壓縮空氣在隔膜泵內(nèi)部運(yùn)行至終點(diǎn)后，配氣機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)將壓縮空氣朝相反方向推動(dòng)，推至另一側(cè)工作腔內(nèi)，使隔膜泵內(nèi)兩個(gè)隔膜不斷在工作腔內(nèi)反復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3大排量隔膜泵在氣井加藥中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

大排量隔膜泵是現(xiàn)階段較為先進(jìn)的輸送機(jī)械，它可以將各類腐蝕性液體、顆粒液體、高粘度液體、易揮發(fā)氣體、易燃易爆氣體、含毒性氣體等物質(zhì)進(jìn)行輸送。大排量隔膜泵在氣井加藥運(yùn)用中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

①空氣作業(yè)便于調(diào)節(jié)。大排量隔膜泵是以空氣作為動(dòng)力的一項(xiàng)裝置，因此它的流量變化可以隨著出口阻力的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，在氣井加藥作業(yè)中，方便相關(guān)技術(shù)工作人員及時(shí)調(diào)整配套減速機(jī)的調(diào)速器，達(dá)到提高工作效率的目的。

②工作性能穩(wěn)定。部分地區(qū)由于周圍環(huán)境的惡劣或地底狀態(tài)的不穩(wěn)定等因素，在進(jìn)行氣井加藥工作期間，經(jīng)常會(huì)發(fā)生諸多大小程度不等的爆炸事件。適當(dāng)應(yīng)用大排量隔膜泵在此類環(huán)境中開展工作，不僅可以起到降低成本的作用，還可以為工作期間的安全提供保障。隔膜泵在氣缸加藥整個(gè)過程中，第一，不會(huì)產(chǎn)生額外熱量，為工作機(jī)器的可持續(xù)運(yùn)動(dòng)提供保障;第二，隔膜泵在氣井加藥接地后不可能產(chǎn)生火花，降低意外火花導(dǎo)致爆炸事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn);第三，隔膜泵對(duì)流體的攪動(dòng)小讓氣井內(nèi)的流體不會(huì)過熱。這些特性都可以有效避免大排量隔膜泵在氣井加藥中發(fā)生意外風(fēng)險(xiǎn)。

③不受工作環(huán)境限制。在工作環(huán)境較為惡劣的地方大排量隔膜泵進(jìn)行氣井加藥工作已經(jīng)不易受到影響，隔膜泵內(nèi)的流量控制部件可以自動(dòng)控制顆粒的通過情況，避免加藥過程中出現(xiàn)堵塞管道的情況。

④隔離功能良好。大排量隔膜泵在氣井加藥中可以將危害性、腐蝕性較強(qiáng)的物料集中匯集，并將匯集起來的物料與外界隔離開來，保障氣井加藥工作的可持續(xù)開展。

此外，大排量隔膜泵功率大、性能強(qiáng)、穩(wěn)定性高，可以為氣井加藥工作提供極為良好的運(yùn)輸保障[2]。

4大排量隔膜泵在氣井加藥中的運(yùn)用問題探析

4.1操作運(yùn)行中的問題表現(xiàn)

結(jié)合大排量隔膜泵在氣井加藥中的優(yōu)勢(shì)來看，實(shí)際操作運(yùn)行階段應(yīng)該適當(dāng)在天然氣井當(dāng)中加入腐蝕抑制劑，達(dá)到防止或減緩材料腐蝕、延長隔膜泵使用壽命的目的。在放入腐蝕抑制劑后要在天然氣集氣站內(nèi)以高壓泵快速推動(dòng)的方式，將抑制劑注入加藥管道當(dāng)中，然后在氣井井口處加入適當(dāng)醇液。

實(shí)際加藥操作階段的具體流程包括：腐蝕抑制劑注入加藥管、推至過濾計(jì)量層、進(jìn)入隔膜計(jì)量泵、到達(dá)氣井。在實(shí)際加藥前期，要注重對(duì)天然氣集氣站內(nèi)排量的計(jì)算統(tǒng)計(jì)，對(duì)于排量較小的集氣站，要控制加藥的總量;對(duì)于排量較大的集氣站，要逐級(jí)加藥的時(shí)間長短。根據(jù)各類型天然氣井的基本性質(zhì)來看，加藥的周期通常要控制在三個(gè)月以內(nèi)，滿足防腐工藝的各項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別天然氣井井口腐蝕抑制劑的更新速率在兩個(gè)月以內(nèi)，在氣井每次開井加藥時(shí)要以套管加入的方式進(jìn)行加藥，關(guān)井加藥時(shí)要采用油管加入的方式進(jìn)行加藥。

4.2運(yùn)行階段的效果分析

應(yīng)用大排量隔膜泵在氣井中加藥相比不加藥的區(qū)別極為明顯，應(yīng)用大排量隔膜泵科學(xué)計(jì)量的方式進(jìn)行加藥處理，既可以達(dá)到提高氣井工作效率的目的，又可以有效減少工作階段的投入成本。

首先，大排量隔膜泵計(jì)量加藥的方式可以減少人工投藥的勞動(dòng)量，在隔膜泵系統(tǒng)中設(shè)定基本流量注入?yún)?shù)和標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過細(xì)致微調(diào)和科學(xué)計(jì)算后，可以減少實(shí)際加藥的時(shí)間總和，并且在加藥期間還不需要人工進(jìn)行看管。

其次，大排量隔膜泵在氣井加藥中的運(yùn)用可以減少腐蝕抑制劑對(duì)氣井內(nèi)部環(huán)境的破壞。腐蝕抑制劑在隔膜泵的控制下，不僅可以充分發(fā)揮藥劑的作用效果，還可以極大程度縮短藥劑的添加時(shí)間。例如，在氣井加藥滲透率和流速得到控制的情況下，大排量隔膜泵可以減少對(duì)氣井底層的滲透，降低井口堵塞狀況的發(fā)生概率。

最后，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)收益也是大排量隔膜泵在氣井加藥中的主要作用效果。隔膜泵內(nèi)部加藥控制的手段在提高氣井加藥實(shí)際工作效率的同時(shí)，還極大程度地減少了對(duì)電力的消耗，對(duì)提高實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

結(jié)論：

總而言之，大排量隔膜泵對(duì)氣井加藥工作具有較為重要的意義。在天然氣廣泛被人民群眾使用的當(dāng)代社會(huì)，應(yīng)用精準(zhǔn)的計(jì)量控制手段，規(guī)范氣井加藥工作中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，可以達(dá)到提高自身經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王力，李凱，韓煒，等.叢式氣井自控加藥裝置研制及應(yīng)用[J].云南化工，2017，44（12）：34-35.

[2]耿繼坤.氣動(dòng)泵加藥裝置應(yīng)用效果分析[J].化學(xué)工程與裝備，2019（06）：239-240.