摘要：柱塞式往复注水泵是油田生产中重要的设备之一，在日常的运行中因水质差异，导致注水泵密封易损件消耗周期短，维修频次高。本文结合柱塞式注水泵使用过程中液力端配件损耗及更换周期短的问题，对液力端密封润滑进行改进，延长液力端易损件使用寿命，具有一定的推广价值。

　　关键词：注水泵液力端;改造;润滑;密封;评价

　　0 引言

　　柱塞式往复注水泵在长庆油田采油工艺中主要是用于对地层注水，保持地层压力，对于提高采油效率有重要意义。注水泵在日常运行中，其液力端的配件因输送水质的不同，更换频次周期又很大差异，如何提高柱塞式往复注水泵液力端使用介质的能力，对长庆地渗透油田采油有重要意义。

　　1 注水泵使用现状

　　在石油勘探开发过程中，油田注水设备通常采用往复式注水泵，特别是在采出水回注过程应用的污水回注泵，因油田采出水的腐蚀性及含颗粒物性质，往复式注水泵密封效果变差且填料等易损件消耗较大，维修频次较高^[1]。

　　1.1 使用现状

　　由表 1 可以看出，输送介质对往复式注水泵液力端配件使用寿命、维修周期影响大;采油过程分离出的采出水含有多种杂质对液力端的配件腐蚀、磨损，加速易损件的损坏。

　　1.2 原因分析

　　以宝鸡航天动力有限公司的注水泵为例，液力端主要部件：中间杆、柱塞、密封函体、导油环、盘根、盘根压帽、多孔阀等组成。采出水含多种盐、沙等杂质加速柱塞、盘根、多孔阀的磨损腐蚀。

　　2 液力端密封润滑改进

　　2.1 盘根填料密封的原理

　　盘根填料的密封原理主要取决于迷宫效应和轴承效应。迷宫效应 ：轴在微观下表面非常的不平整，与盘根只能部分贴合，而部分未接触，所以在盘根和轴之间有微小的间隙，像迷宫一样，带压介质在间隙中多次被节流，从而达到密封的作用。轴承效应：在盘根填料和轴之间存在着一层薄液膜，使盘根填料和轴类似于滑动轴承，起到了一定的润滑作用，从而避免了盘根和轴的过度磨损^[2]。

　　2.2 密封润滑改进

　　根据盘根填料密封原理，解决腐蚀性强、含颗粒杂质高的液体，需要在轴承效应上做改进，增加外部油润滑循环系统，这样子使盘根调料与柱塞之间薄油膜不失效，及时将油膜中微小的颗粒在循环系统中过滤出来，从根本上解决密封润滑问题。

　　如图 1 所示 ：增加外部油润滑循环系统，主要由齿轮油泵、 调压阀、 分油器、 密封函体、柱塞、过滤器、润滑油箱、油管等组成。

　　2.3 盘根函体结构优化

　　注水泵液力端密封配件改进 ：密封函体加深，V 型填料密封、导向环组件、导油环和润滑管路、增压泵组成强制循环润滑系统以及柱塞改为螺纹连接方式。具体实现方式如图 2 所示。

　　3 安装方式及工作原理

　　V 型密封填料、导向环、导油环均安装在柱塞与函体的径向之间，从密封函体由里及外依次安装导向环+填料+导油环+定位套+调节螺母，在密封含体对应导油环位置顶部侧面开注油孔，通过注油管路连接增压注油泵出口，经注油孔将润滑油，通过导油环进入柱塞表面。齿轮油泵进行加压循环给注水泵液力端柱塞表面形成压力油层，使柱塞与盘根间隙的润滑油压力得到了数倍的增加，使润滑油有能量到达末端的润滑点，起到密封润滑作用。润滑油经齿轮油泵提压，经过过滤器器到各柱塞，通过柱塞间隙返回润滑油箱，完成一个润滑循环过程。

　　4 改造效果分析

　　按照上述技术方案，学庄作业区胡四联先后于 2018 年 4 月、2018 年 6 月 对 1#、6# 注 水泵进行改造，改造后其主要配件更换周期大幅缩减，详见表 2。

　　表 2 注水泵密封润滑改造应用主要配件更换周期对比表

　　从表 2 可以看出，胡四联注水泵应用强制润滑综合改造技术，注水泵在工况基本相同，介质变化不大的情况下，截止目前其柱塞更换周期从 60 天大幅延长至 330 天，寿命提高 5 倍 ;

　　密封填料周期从10天提升至40天，提高4倍。从表3可以看出，每台泵改进后一年可节约35513 元，具有较好经济效益。

　　5 结语

　　(1)往复式注水泵润滑式密封结构，实现了柱塞与密封填料间隙的注油强制润滑，保证柱塞与填料间形成油膜，具有良好的密封润滑效果。

　　(2)强制润滑功能的实现，可提高注水泵液力端柱塞、调节螺母、密封填料的使用寿命，具有明显的经济效益。

　　(3)强制润滑综合改造可有效减少设备故障率，降低注水泵维修频次，减轻员工劳动强度，有效提高往复式注水泵的适应性并降低运行管理成本。

　　参考文献 ：

　　[1] 吴广洲. 往复式注水泵液力端技术改造的应用及效果评价 [J].2019(01):220-221.

　　[2] 胡建新，徐建起，张伟. 柱塞式注水泵技术改进与应用分析[J]. 石油和化工设备，2020(06):122-123.

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