油田離心泵故障原因與維修

摘 要：離心泵具有運(yùn)行平穩(wěn)、效率高、維修率低、易于調(diào)整等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于油田的生產(chǎn)和輸送，是原油輸送、注水、核桃殼反洗等主要?jiǎng)恿ρb置。所以，在油田的生產(chǎn)中，經(jīng)常進(jìn)行定期的維護(hù)成為油田生產(chǎn)過(guò)程中重要環(huán)節(jié)。因此，本文對(duì)油田離心泵故障原因與維修策略進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：油田；離心泵；故障原因；維修策略

離心泵是油田的基礎(chǔ)設(shè)備，也是油田生產(chǎn)中不可或缺的一部分。離心泵廣泛應(yīng)用于油田各個(gè)系統(tǒng)中。由于離心泵設(shè)備的維修費(fèi)用比較高，所以在使用時(shí)要嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)程和操作方法，如果不及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致離心泵的使用壽命下降。隨著油田生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)離心泵設(shè)備穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高，為了保證離心泵設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)離心泵設(shè)備進(jìn)行有效的管理，并對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)，以保證離心泵設(shè)備正常工作。

一、離心泵概述

在油田的生產(chǎn)中，離心泵的選擇與安裝都要符合油田的技術(shù)指標(biāo)。對(duì)離心泵進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)，以保證其工作效率，達(dá)到輸送介質(zhì)的要求。油田離心泵的設(shè)計(jì)應(yīng)以防腐蝕為重點(diǎn)，為了避免介質(zhì)具有高腐蝕性而影響使用壽命，應(yīng)選用耐腐蝕性能較好的離心泵。在生產(chǎn)中，采用離心泵輸送流體，其中雜質(zhì)會(huì)腐蝕離心泵。為了防止離心泵出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)過(guò)程，必須加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)離心泵各組件進(jìn)行防腐處理，在維護(hù)期間，要注意對(duì)零件的腐蝕情況，若不符合要求，應(yīng)及時(shí)更換，特別是葉輪。若有砂孔、變形，將會(huì)影響到輸送介質(zhì)的流量和壓力，因此，需要更換新的葉輪，以保證離心泵在工作時(shí)，能夠滿足輸送介質(zhì)的要求。離心泵在油田中的應(yīng)用：油田離心泵采用的是葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，當(dāng)泵里裝滿液體時(shí)，電機(jī)利用耦合器驅(qū)動(dòng)葉輪以較快的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將葉輪溝槽中的液體從離心力中拋出，并將泵中的液體拋入泵體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)泵中的液體的輸送；同時(shí)，由于離心機(jī)的作用，使葉輪中心的壓力減小，與進(jìn)液管道的壓力差形成一個(gè)差值，通過(guò)吸液器將液體不斷地抽吸到葉輪上，使離心泵能夠持續(xù)地吸液體、給液體，滿足油田的生產(chǎn)需求。離心泵見(jiàn)圖1。

二、油田離心泵故障原因分析

（一）離心泵轉(zhuǎn)子類故障

離心泵轉(zhuǎn)子類故障有轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中等問(wèn)題。在轉(zhuǎn)子不平衡故障時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與幾何中心不一致，并根據(jù)不平衡的產(chǎn)生過(guò)程劃分，可分為三類：原始不平衡、漸發(fā)性不平衡和突發(fā)不平衡。原始不均衡是指在出廠時(shí)為了滿足要求而在出廠前就有很大的振動(dòng)和噪聲；漸發(fā)的不均衡主要是由于在轉(zhuǎn)子表面形成了不均勻的污垢，由于流體中的微粒長(zhǎng)期侵蝕了離心泵的葉輪，使其產(chǎn)生了不均衡的品質(zhì)，從而使離心泵的振動(dòng)程度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而加重；突發(fā)性不平衡是指在轉(zhuǎn)子處的零件或葉輪的流動(dòng)通道中附著有雜質(zhì)，從而使離心泵在瞬間產(chǎn)生振動(dòng)。在轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障時(shí)，兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子軸中心線會(huì)產(chǎn)生傾角偏差。由于出現(xiàn)了故障，離心泵的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)一系列的動(dòng)態(tài)影響，這些影響因素包括軸承損壞、聯(lián)軸器偏轉(zhuǎn)、軸向彎曲等，從而使離心泵出現(xiàn)了異常的振動(dòng)和噪聲[1] 。

（二）離心泵葉輪故障

在離心泵運(yùn)行時(shí)，流體介質(zhì)在流經(jīng)葉輪時(shí)會(huì)發(fā)生水力沖擊，隨后形成幾倍頻的壓力脈動(dòng)，這種脈動(dòng)會(huì)被傳送到離心泵泵體，并使其振動(dòng)，其頻率為葉片的流速。當(dāng)葉片因磨損或破裂時(shí)，葉輪的轉(zhuǎn)速或壓力脈動(dòng)表示葉輪的外徑與導(dǎo)向葉尖的間距過(guò)短，造成不能滿足渦流的要求。葉片通過(guò)頻率是葉片數(shù)量和工作頻率的乘積。氣蝕是由于葉輪入口流體流量急劇增加，此時(shí)所形成的壓強(qiáng)小于工作溫度下的飽和壓力，致使部分液體蒸發(fā)，形成氣蝕。當(dāng)氣泡接觸到高壓區(qū)域時(shí)，受到的壓力會(huì)驟然凝固，周圍的液體會(huì)被填充到這里，從而產(chǎn)生水壓。由于持續(xù)受到局部的撞擊，材料的表面會(huì)逐漸疲勞，最終造成金屬表面的剝蝕，也就是各種尺寸的蜂窩狀蝕孔，這種蝕孔不但會(huì)對(duì)金屬零件造成損傷，而且會(huì)造成化學(xué)腐蝕，造成設(shè)備的氧化?？栈^(guò)程中的非平穩(wěn)特性，除了引起泵的振動(dòng)、噪聲外，還會(huì)使氣泡阻塞葉輪通道，造成揚(yáng)程和流量的同步下降，從而影響效率。

（三）離心泵滾動(dòng)軸承故障

滾動(dòng)軸承的故障形式多種多樣，其中最常見(jiàn)的有：疲勞脫落（點(diǎn)蝕）、磨損和粘接。點(diǎn)蝕是指在滾動(dòng)軸承工作時(shí)，由于受交流載荷的影響，滾動(dòng)體與滾道之間會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦應(yīng)力，使其表面產(chǎn)生較大的疲勞源，從而產(chǎn)生微小的裂紋，但由于材料硬度高、脆性大，使其無(wú)法向更深的方向發(fā)展，從而使表面產(chǎn)生微小的麻點(diǎn)。如果故障加劇，軸承的金屬表面出現(xiàn)了片狀剝落，產(chǎn)生了一個(gè)凹坑，如果軸承繼續(xù)工作，就會(huì)出現(xiàn)更大的裂紋。由于疲勞點(diǎn)蝕在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，使離心泵的工作性能更加惡化。磨損是指滾動(dòng)軸承內(nèi)部的相互接觸的表面因相對(duì)移動(dòng)而引起的摩擦，從而引起金屬的形狀、尺寸和性能的變化。如果磨損量加大，則會(huì)造成軸承間隙的增大，表面粗糙度升高，不但影響了軸承的運(yùn)行精度，而且還會(huì)加大離心泵的振動(dòng)、噪聲。粘接是指金屬在某一表面相互粘連的過(guò)程，其主要原因是潤(rùn)滑不良、重載、高速、高溫等。輕微的粘接和嚴(yán)重的粘接稱為擦傷和燒穿。在較大的條件下，粘接狀況會(huì)引起振動(dòng)、噪聲的大幅增加，使設(shè)備在大部分時(shí)間內(nèi)無(wú)法正常工作。滾動(dòng)軸承也存在著斷裂、腐蝕、塑形變形、保持架破損等故障，這些故障都會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高、振動(dòng)劇烈、噪聲大，需要對(duì)其進(jìn)行有效的維修[2] 。

（四）離心泵設(shè)備松動(dòng)故障

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，離心泵不會(huì)有異常聲音，如果有異常響聲或振幅比較大，就說(shuō)明離心泵有問(wèn)題。離心泵故障的原因有很多，有可能是由于地腳螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)生振動(dòng)，若不能及時(shí)處理，將導(dǎo)致部件損壞。如果離心泵的葉輪有松動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻，應(yīng)由專門的人員進(jìn)行糾正，以免造成葉片的損傷。當(dāng)離心泵發(fā)生故障時(shí)，需要進(jìn)行定期維修，以保證正常工作。

（五）離心泵電機(jī)故障

油田化工用離心泵電動(dòng)機(jī)的故障類型為轉(zhuǎn)子不平衡和偏心轉(zhuǎn)子的故障。轉(zhuǎn)子不平衡故障，其主要原因是轉(zhuǎn)子零件的重心偏移。油田化工離心泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子由幾個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)和一個(gè)轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，轉(zhuǎn)臺(tái)在運(yùn)行時(shí)很容易發(fā)生偏移，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失去平衡。而偏心轉(zhuǎn)子的故障則有兩類：定子心的差異和轉(zhuǎn)子心的差異。但這兩種情況都會(huì)引起轉(zhuǎn)子的頻率振動(dòng)。因此，油田化工用離心泵出現(xiàn)偏心轉(zhuǎn)子故障時(shí)，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的故障，需要進(jìn)行重心的調(diào)整，加強(qiáng)日常的管理，并能及時(shí)地解決這些問(wèn)題。通過(guò)合理的負(fù)荷調(diào)節(jié)，確保了離心泵的穩(wěn)定和正常運(yùn)行。

（六）離心泵機(jī)械密封故障

機(jī)械密封又稱為端面密封，其作用是防止液體滲漏，是一種適用于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的軸封設(shè)備。機(jī)械密封由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件、密封等組成。端面密封故障的主要表現(xiàn)為磨損、熱裂、變形和破損；彈簧等壓力部件的故障表現(xiàn)為松弛、斷裂和腐蝕。在離心泵工作過(guò)程中，機(jī)械密封的故障表現(xiàn)為振動(dòng)、發(fā)熱、磨損，最終出現(xiàn)液體介質(zhì)滲漏[3] 。

三、油田離心泵存在故障的維修策略

（一）離心泵故障診斷模式

一是故障后診斷。通常用于設(shè)備故障無(wú)法正常工作的診斷方法。其降低了維護(hù)工人的技術(shù)水平，降低了維修成本，但是由于停運(yùn)造成的損失更大。二是定期維修診斷。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際操作狀況，進(jìn)行定期維修。該方法能有效地降低或預(yù)防設(shè)備的故障，并能保證長(zhǎng)期的維護(hù)工作。但是，存在著機(jī)械設(shè)備利用率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、維護(hù)費(fèi)用高的弊端。三是預(yù)知性診斷維修。故障診斷與維修是最好的辦法，可以幫助有關(guān)人員及早了解設(shè)備的工作狀況，并有針對(duì)性地進(jìn)行維修。該方法具有效率高、經(jīng)濟(jì)性好、節(jié)約維修成本等特點(diǎn)。

（二）離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)聲響處理措施

由于各種因素的影響，離心泵在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)噪聲或振動(dòng)過(guò)大等問(wèn)題。這是機(jī)械和液體的問(wèn)題，因?yàn)殡x心泵軸長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)有一定的壓力、彎折，會(huì)造成嚴(yán)重的摩擦，而且泵座也有可能在長(zhǎng)期使用中出現(xiàn)松動(dòng)，從而引起共振，所以需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的檢查，找出問(wèn)題所在，并將其擰緊。在施工過(guò)程中，也要嚴(yán)格按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，力求從根本上解決這類問(wèn)題。

（三）離心泵平衡裝置的故障檢測(cè)維修

在離心泵的平衡裝置中，長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生磨損，而且隨著磨損程度的增加，其表面會(huì)產(chǎn)生一些不均勻的變化。通過(guò)檢查，可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，要求維修人員及時(shí)進(jìn)行焊接或研磨，解決出現(xiàn)在泵體部位的凹凸?fàn)顩r。維修完畢后，應(yīng)將密封墊置于泵外殼與平衡環(huán)連接處，以防止已修復(fù)過(guò)的平衡器再次發(fā)生磨損。在維修時(shí)，要注意的是，要排除人工打磨、補(bǔ)焊造成的不平整現(xiàn)象。當(dāng)離心泵的平衡器出現(xiàn)了很大的損傷時(shí)，需要及時(shí)更換，盲目維修只會(huì)給以后的安全和經(jīng)濟(jì)造成損害。

（四）離心泵軸承溫度的故障檢測(cè)維修

離心泵軸承在高速運(yùn)行時(shí)，由于長(zhǎng)期的摩擦，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，超過(guò)一定的熱負(fù)荷，會(huì)引起各種故障，特別是高溫會(huì)加速離心機(jī)的零件和結(jié)構(gòu)的磨損。所以，有關(guān)部門和維修工要隨時(shí)進(jìn)行檢查，使離心軸承在高速運(yùn)行期間所產(chǎn)生的熱量維持在正常的范圍之內(nèi)。對(duì)已造成損害的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行替換，在檢查期間，若出現(xiàn)明顯的軸向竄動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)將一層適當(dāng)?shù)?、平滑的襯墊置于平衡環(huán)機(jī)構(gòu)和平衡器之間，作為間隔載體，使轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)地工作。

（五）啟動(dòng)故障、啟動(dòng)負(fù)荷大的優(yōu)化措施

對(duì)于這類故障，需要對(duì)吸附管的密封性能進(jìn)行仔細(xì)的檢驗(yàn)和分析。最常見(jiàn)的問(wèn)題就是有異物，如果吸管中有大量的氣體，很有可能會(huì)導(dǎo)致漩渦被吞噬，甚至被掩埋。轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)很大。離心泵工作時(shí)，需要使用轉(zhuǎn)子，但往往會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子漏氣太大，這主要是由于操作上的問(wèn)題，也可能是由于平衡管不穩(wěn)而引起的。在離心泵的故障中，此類故障較為普遍，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)操作規(guī)范，科學(xué)合理地操作[4]。

（六）積極性維護(hù)管理技術(shù)

積極性維修技術(shù)是指針對(duì)離心泵的故障與事故，根據(jù)故障原因，制訂有針對(duì)性的維修工作方案，及時(shí)解決問(wèn)題。在對(duì)離心泵的維修和檢修中，如果發(fā)現(xiàn)某一參數(shù)、零部件、運(yùn)行狀況出現(xiàn)了不正常的情況，工作人員要根據(jù)故障的具體情況及時(shí)解決。采用主動(dòng)維修技術(shù)，使離心泵的設(shè)計(jì)問(wèn)題得到了有效解決。采用積極性維修管理技術(shù)，可以有效地提高離心泵的使用壽命，避免頻繁維修、更換，從而減少油田的生產(chǎn)成本，提高油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

（七）預(yù)防性維護(hù)技術(shù)

預(yù)防性維護(hù)技術(shù)是指在一段時(shí)間內(nèi)，在機(jī)器沒(méi)有出現(xiàn)故障的前提下，進(jìn)行一次全面的檢修和檢測(cè)，以防止出現(xiàn)故障，保證機(jī)器的運(yùn)行狀況。在實(shí)施離心泵的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)時(shí)，要合理安排維護(hù)周期，并依據(jù)其使用年限、以往的故障記錄等內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行全面維護(hù)，并制定相應(yīng)的維護(hù)方案，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決這些問(wèn)題。采用預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以降低離心泵運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。同時(shí)，對(duì)離心泵的維護(hù)資源進(jìn)行綜合利用，可以有效降低維護(hù)成本，避免造成不必要的資源和經(jīng)濟(jì)損失。

（八）離心泵聯(lián)軸器間隙的故障檢測(cè)維修

應(yīng)充分考慮聯(lián)軸器間隙對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)調(diào)整和維修，由于軸承在加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生膨脹，因此，在設(shè)置接頭間隙時(shí)，需要稍大于標(biāo)準(zhǔn)值，以保證其在操作中的穩(wěn)定。

（九）防范人為因素

首先，提升操作人員的安全生產(chǎn)責(zé)任意識(shí)，規(guī)范他們操作設(shè)備的行為方法，并按照規(guī)范的要求來(lái)完成所有的工作。其次，要建立和完善維修管理體系，實(shí)行崗位職責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行維修工作的各項(xiàng)內(nèi)容。另外，做好機(jī)器維護(hù)和操作技術(shù)的培訓(xùn)，提高員工的綜合素質(zhì)。建立考核制度，嚴(yán)格落實(shí)考核制度，將考核結(jié)果與薪酬、獎(jiǎng)金等相結(jié)合，是激勵(lì)員工工作積極性的一種有效途徑[5] 。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，要想改善離心泵在油田中的應(yīng)用效果，就需要從故障頻繁出現(xiàn)的原因出發(fā)，從多個(gè)方面提高診斷精度。對(duì)于離心泵的維修與保養(yǎng)，通常是在油田的設(shè)備大修階段進(jìn)行的，對(duì)離心泵實(shí)施了全面的維修保養(yǎng)，可以大大提高離心泵的工作質(zhì)量，適應(yīng)油田工作的實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣衍志.油田離心泵故障原因與維修分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2022（15）：180-182.

[2]李柄璋.離心泵故障原因分析與維修策略[J].河北農(nóng)機(jī)，2022（12）：31-33.

[3]王皓.離心泵故障原因分析與維修策略[J].中國(guó)設(shè)備工程，2022（24）：162-164.

[4]張穎.探討離心泵常見(jiàn)故障檢測(cè)與維修[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（16）：159-160.

[5]徐偉族.離心泵故障原因分析與維修策略[J].名城繪，2019（02）：35.