勝利油田注水泵的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展.doc

勝利油田注水泵的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展作者：劉維震廖成銳 【關(guān)鍵詞】勝利油田,注水泵,應(yīng)用,管理【摘要】注水泵的應(yīng)用經(jīng)歷了三個(gè)階段：19661977年為以低效離心泵為主要泵型的初期注水階段；19771986年為低效離心泵技術(shù)改造階段；19871997年為低效泵更新和高效泵推廣應(yīng)用階段。注水泵的管理已由過(guò)去的制度管理和目標(biāo)管理發(fā)展到應(yīng)用現(xiàn)代管理方法進(jìn)行的系統(tǒng)管理?，F(xiàn)已全部完成低效泵的更新改造，離心式注水泵的銘牌效率都在75%以上，平均效率為77.5%，實(shí)際平均運(yùn)行效率為75.86%，均居國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。實(shí)踐證明，推行注水泵的系統(tǒng)管理是降低采油成本，提高經(jīng)濟(jì)效益行之有效的管理方法。編者按油田注水系統(tǒng)是油田能耗大戶，也是油田投資的主要領(lǐng)域之一，因此開(kāi)發(fā)高效注水設(shè)備，提高現(xiàn)有注水系統(tǒng)運(yùn)行效率，對(duì)于降低油田生產(chǎn)成本具有重要意義。本刊曾刊載過(guò)一些這方面的論文，歡迎讀者結(jié)合油田實(shí)際，在研究設(shè)計(jì)、加工制造、生產(chǎn)使用等方面就這一問(wèn)題繼續(xù)發(fā)表意見(jiàn)。來(lái)稿要求論點(diǎn)鮮明、論據(jù)準(zhǔn)確、論證科學(xué)，論文切入點(diǎn)要有較高實(shí)用價(jià)值、較強(qiáng)的可操作性。Liu Weizhen(Oil Production Engineering Department of Shengli Petroleum Administration, Dongying City, Shandong Province), Liao Chengrui. Application and development of water injection pumps in Shengli Oilfield. CPM, 1999, 27(2): 4143This article gives a brief description of the application and development of water injection pumps in Shengli Oilfield in the past 30 years and more. Low-efficiency centrifugal pumps were used in the early period of water injection, which were then modified and upgraded. At present, high-efficiency pumps are employed and modern management method are adopted. The mean operating efficiency of the centrifugal pumps is 75.86%. Practice shows that the systematized management of water injection pumps can bring about a reduction of oil production cost and an increase of economic benefits.Subject Concept TermsShengli Oilfieldwater injection pumpapplicationmanagement應(yīng)用現(xiàn)狀目前勝利石油管理局已投入注水開(kāi)發(fā)的油田有60個(gè)，油田大小不一，油藏類型多樣，其配套的注水系統(tǒng)也各不相同。按注水系統(tǒng)能力分，有大站系統(tǒng)，以離心式注水泵為主。離心泵排量大，維護(hù)簡(jiǎn)單，在注水量大、注水壓力為16MPa的系統(tǒng)里被廣泛采用，是高滲透率、整裝大油田的主力泵型。另有小站系統(tǒng)，以柱塞式注水泵為主。柱塞泵具有揚(yáng)程高、排量小、效率高、電力配套設(shè)施簡(jiǎn)單（指380V電壓系統(tǒng)）等特點(diǎn)，適用于注水量低、注水壓力高的中低滲透率油田或斷塊油田。近幾年，針對(duì)高于系統(tǒng)壓力的注水井點(diǎn)采用增壓注水泵，是注水井增注和提高系統(tǒng)效率的有效措施之一。截至1997年底勝利油田已建注水站185座，其中離心式注水泵站58座，安裝泵268臺(tái)；柱塞式注水泵站127座，安裝泵740臺(tái)。日供水設(shè)計(jì)能力達(dá)127萬(wàn)m3，電動(dòng)機(jī)總?cè)萘?4萬(wàn)kW。注水泵平均運(yùn)行效率76.12%，注水單耗5.9kW.h/m3。根據(jù)注水站建成時(shí)間和油田注水參數(shù)的需要，選用離心泵的型號(hào)有：DF400150A、DF300150、DG250160、DF160150、DF140150、6D100150（改型）、D155170和OK5F37（英國(guó)泵）。選用柱塞泵的型號(hào)有：3H8/450、5ZB210/176、3DZ8/40、5ZB37/170、5DWS34/35、3S17513.5/32和159ZS。其中主力泵型號(hào)為DF300150A和3H8/450。DF300150A型泵總共107臺(tái)，日供水量為42.2萬(wàn)m3，占離心泵總供水量的60.7%，平均運(yùn)行泵效為76.79%。3H8/450型泵總共544臺(tái)，日供水量3.65萬(wàn)m3，分別占柱塞泵總臺(tái)數(shù)和總供水量的73.51%和54.74%，平均運(yùn)行泵效為86.1%。三個(gè)應(yīng)用階段勝利油田自1966年投入注水開(kāi)發(fā)至今已有30多年的歷史，注水泵的應(yīng)用經(jīng)歷了三個(gè)階段。1.注水初期以低效離心泵為主要泵型階段（19661977年）1966年勝坨油田一區(qū)投入注水開(kāi)發(fā)，建成投產(chǎn)了油田第一座注水站（開(kāi)始采用鉆井泵，后換用離心泵）。1967年投產(chǎn)勝二注水站，1968年投產(chǎn)勝三注水站，選用沈陽(yáng)水泵廠制造的6GY711多級(jí)離心泵，其效率為61%。至1977年，油田注水泵型號(hào)主要有6GY7、6D100150及少量的3W型柱塞泵。上海第一水泵廠生產(chǎn)的6D100150型注水泵銘牌效率為62.5%，運(yùn)行效率為48.3%。這期間全油田注水站設(shè)計(jì)能力為每日19.7萬(wàn)m3，注水用泵處于低效率使用時(shí)期。2.低效離心泵的技術(shù)改造階段（19771986年）自1977年開(kāi)始對(duì)低效離心泵進(jìn)行技術(shù)改造。通過(guò)打光葉輪、流道，減小泄漏間隙和精心裝配等措施，6D100150型注水泵平均運(yùn)行效率由原來(lái)的48.3%提高到55%，甚至達(dá)到銘牌效率62.5%。經(jīng)過(guò)實(shí)施改進(jìn)葉輪、導(dǎo)葉、流道及加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)行管理等措施，該型泵效率進(jìn)一步提高，運(yùn)行效率達(dá)到69%左右。1979年在勝四注水站召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，大力推廣低效泵改造成果和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，使低效泵技術(shù)改造工作在勝利油田迅速展開(kāi)。至1986年，10年間油田注水站能力增加到每日38.84萬(wàn)m3，日注水量由9.26萬(wàn)m3上升到20.95萬(wàn)m3，泵平均運(yùn)行效率由51.7%提高到63.54%，平均注水單耗由8.7kW.h/m3下降到7.28kW.h/m3，平均年節(jié)電1085.8萬(wàn)kW.h,低效泵改造初見(jiàn)成效。3.低效泵更新和高效泵的推廣應(yīng)用階段（19871997年）1986年勝利油田開(kāi)展確保注水開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)油田注采良性循環(huán)的注水會(huì)戰(zhàn)，平均年注水量以29%的速度增加，注水用電供給緊張。為了提高注水泵效和系統(tǒng)效率，節(jié)能降耗，滿足油田注水需要，加快了低效泵更新和高效泵推廣應(yīng)用的步伐。1988年5月勝利油田第一座DF300150型高效大排量泵站投產(chǎn)，隨后又更新改造投產(chǎn)該型泵注水站25座，日設(shè)計(jì)能力為54.72萬(wàn)m3，泵的銘牌效率為78%。同時(shí)試驗(yàn)了大排量DF4001509型注水泵，并改造投產(chǎn)1座泵站，能力為每日3.84萬(wàn)m3，泵效為81%。因水量匹配所限不能改造成DF300150型泵站的6D100150型泵，采用DF160150型或DF140150型泵更新改造注水站9座，泵效率為75%。在斷塊油田和高壓低滲透油田新建投產(chǎn)127座高效柱塞泵注水站。據(jù)1997年底調(diào)查統(tǒng)計(jì)，低效泵DG250160、D155170、6D100150（改型）等僅54臺(tái)。1998年已將54臺(tái)低效泵全部更新改造，預(yù)計(jì)油田注水泵平均運(yùn)行效率將達(dá)77.62%。這一時(shí)期注水泵平均運(yùn)行效率比前一階段又有大幅度提高。1990年為71.33%，1995為 75.48%，1997年為76.12%。平均注水單耗由7.28kW.h/m3下降到5.9kW.h/m3，達(dá)到全國(guó)先進(jìn)水平，每立方米水節(jié)電1.38kW.h。日注水量由1986年的20.95萬(wàn)m3增加到1997年的67.4萬(wàn)m3，其中1994年平均日注水量為71.66萬(wàn)m3。這一階段平均日注為54.9萬(wàn)m3，按此計(jì)算平均年節(jié)電量為2765.3萬(wàn)kW.h。注水泵的管理隨著技術(shù)的進(jìn)步，注水泵管理已由過(guò)去的制度管理和目標(biāo)管理逐步發(fā)展到應(yīng)用現(xiàn)代管理方法進(jìn)行的系統(tǒng)管理。所謂系統(tǒng)管理就是從注水系統(tǒng)的整體來(lái)考察和管理注水泵，并把注水泵作為一個(gè)受多種因素影響的、由多個(gè)分系統(tǒng)組成的整體進(jìn)行管理。即既從注水泵的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)直至報(bào)廢全過(guò)程管理，又從注水泵機(jī)組、泵站閥組、注水管網(wǎng)、配水間到注水井口的運(yùn)行狀況相關(guān)性進(jìn)行管理。在注水泵應(yīng)用的第三階段時(shí)期，尤其重視注水泵的系統(tǒng)管理，如DF400150型泵的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、安裝、運(yùn)行和改進(jìn)等；新改進(jìn)的DF350150型泵和海上油井注水用DF140150型泵的設(shè)計(jì)、制造、試運(yùn)、檢測(cè)等。從1987年開(kāi)始每年進(jìn)行一次全系統(tǒng)的注水運(yùn)行情況普查，優(yōu)化注水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，使注水泵性能參數(shù)與注水管網(wǎng)性能參數(shù)達(dá)到最佳匹配，并研制了注水站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，保證注水系統(tǒng)的泵壓、排量、干壓、注水井壓力等參數(shù)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行。這對(duì)提高泵效和注水系統(tǒng)效率具有重要的保證作用。目前在三座大站系統(tǒng)開(kāi)展試驗(yàn)，取得了提高系統(tǒng)效率10%的好效果。在系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化改造中，注水井增注采用柱塞式增壓泵，這種泵在裝240臺(tái)，運(yùn)行191臺(tái)，基本上解決了重點(diǎn)井壓力過(guò)高及減少系統(tǒng)管網(wǎng)節(jié)流損失問(wèn)題，確保高注入壓力井配注水量的需要。因此說(shuō)系統(tǒng)管理是一種先進(jìn)的管理模式，它把注水泵應(yīng)用全過(guò)程與外部的相關(guān)因素系統(tǒng)地加以控制，能夠發(fā)揮出整體效益。存在的問(wèn)題1.注水泵運(yùn)行效率問(wèn)題按照注水泵銘牌效率不能低于75%的要求，勝利油田的低效泵已全部完成更新改造。離心式注水泵銘牌效率都在75%以上，按照在用泵的銘牌效率以水量做權(quán)數(shù)加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)，全油田離心泵平均效率為77.57%，實(shí)際離心泵平均運(yùn)行效率為75.86%，均屬國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。影響泵運(yùn)行效率主要有以下因素：(1)泵的制造和大修質(zhì)量不高，使泵運(yùn)行效率下降。油田要求泵運(yùn)行1萬(wàn)h泵效下降不能超過(guò)2%。個(gè)別泵制造質(zhì)量或大修質(zhì)量不高，導(dǎo)致泵運(yùn)行效率下降超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。另外，有的泵運(yùn)行時(shí)間超過(guò)1萬(wàn)h或2萬(wàn)h后泵效下降超標(biāo)仍在運(yùn)行。(2)不能保持泵在高效區(qū)運(yùn)行。主要有兩方面的原因：一是管理原因，即在供電系統(tǒng)不正常情況下，為了保證設(shè)備安全生產(chǎn)，往往壓低負(fù)荷，不能及時(shí)調(diào)整，使泵運(yùn)行偏離高效區(qū)；二是注水泵外部系統(tǒng)注水參數(shù)與泵性能運(yùn)行參數(shù)不匹配。若注水井采取不穩(wěn)定注水，注水量在一定時(shí)間內(nèi)變化較大，造成注水站開(kāi)泵臺(tái)數(shù)的調(diào)節(jié)不適應(yīng)，不得不用泵閥調(diào)節(jié)流量，致使泵運(yùn)行偏離高效區(qū)。為了提高泵的運(yùn)行效率，一方面要推廣系統(tǒng)管理方法，加強(qiáng)泵制造和大修質(zhì)量的管理。在運(yùn)行管理上采用注水站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡視、保護(hù)、調(diào)節(jié)和打印資料功能，確保泵在高效區(qū)運(yùn)行。另一方面是采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，現(xiàn)已在5座380V電壓柱塞泵注水站推廣應(yīng)用，泵運(yùn)行及節(jié)能效果良好。大港油田莊大注水站在6kV電壓800kW電動(dòng)機(jī)上采用變頻調(diào)速技術(shù)也取得了穩(wěn)壓注水和良好節(jié)能效果。2.注水泵壽命問(wèn)題注水泵壽命有兩個(gè)概念：一是使用壽命，指從安裝投產(chǎn)至設(shè)備報(bào)廢的周期年限。勝利油田設(shè)備報(bào)廢周期較長(zhǎng)，一般在10年以上。二是正常運(yùn)行壽命，指泵運(yùn)行過(guò)程中易損件使用壽命及按泵性能指標(biāo)考核進(jìn)行的大修期限。影響注水泵壽命的因素主要有水質(zhì)、材質(zhì)及加工裝配質(zhì)量。針對(duì)勝利油田注入水質(zhì)的腐蝕、結(jié)垢現(xiàn)象，通過(guò)改善水質(zhì)和泵前加防垢器；泵過(guò)流零部件全部采用防腐材料，并提高加工裝配質(zhì)量，可以提高注水泵的運(yùn)行壽命。3.注水泵選型問(wèn)題勝利油田油藏類型多樣，斷塊油田注水系統(tǒng)注水量較小，少數(shù)油田區(qū)塊（注水壓力為16MPa）若選用高效率的柱塞泵，裝泵臺(tái)數(shù)少不能滿足水量要求；若選用離心泵（80100m3/h），則泵效僅61%70%，達(dá)不到泵效大于75%的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，小排量高效率的離心泵選型困難。結(jié)束語(yǔ)(1)經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)更新改造，勝利油田在注水泵的應(yīng)用、提高效率、節(jié)能降耗等方面積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保了油田注水高速發(fā)展。(2)根據(jù)油田注水開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，采用國(guó)內(nèi)高效的離心泵和柱塞泵