随着油田进入高含水开发期，注水量大幅度增加，注水耗电亦大幅度上升，成为造成油田电力紧张的主要原因之一。对油田注水地面系统的用能进行了分析,得出注水站是注水系统的主要能耗损失点。针对注水站注水泵运行的特点,运用大系统理论与压力谷性质将注水系统分解成若干个子系统,进行注水站合理排量的计算,注水泵运行泵压的优化,并对柱塞泵和并联离心泵的运行特性进行了分析。

　　高压注水泵作为一种石油矿场设备，在作业过程中所处工况较其它常见机械设备更恶劣，其所承受工作载荷也随着注水压力的不断提高需要而越来越大。注水泵的运动部件及各承受高压的部件(如泵头)是关键部件，它们起着传递电机动力及完成注水的功能，其强度和可靠性直接关系到整个注水泵的正常工作。因此有必要对注水泵的运动部件及各承受高压的部件进行结构分析。

　　南京雅珑Q系列五柱塞往复泵由动力部分、液力部分、传动部分和电动机组成。

　　一、工作原理：

　　电动机通过大小皮带轮、窄形皮带带动泵的曲轴旋转，曲轴带动连杆、柱塞作往复运动，当柱塞向后运动时进液阀打开，液体进入泵体，直到柱塞移至最后的位置为止(曲轴转动180°)吸入过程结束，柱塞开始向前移动，此时泵体阀腔内的液体受挤压，压力升高，因而进液阀关闭，排液阀被打开，液体被柱塞推动经排液阀被排出。

　　二、泵的故障及排除方法：

　　2.1、泵的运动部分有敲击声

　　产生的原因:1、连杆螺栓松动;2、连杆轴瓦磨损间隙过大;3、运动部分其它零件松动;

　　排除方法:1、拧紧连杆螺栓;2、调整连杆轴瓦;3、调整松动的零件;

　　2. 2滚动轴承温度过高：

　　产生原因:1、轴承装配间隙不良;2、轴承内进入污物;3、润滑不良;4、轴承出现疲劳蚀痕等已损坏;

　　排除方法1、重新装配调整其轴承间隙;2、清除污物;3、改善润滑;4、更换轴承;

　　2. 3润滑油温度过高：

　　产生原因：1、运动部分装配不良;2、润滑不良;

　　排除方法：1、重新装配;2、改善润滑;

　　2. 4泵出口压力表指针摆动急剧：

　　产生原因：1、蓄能器充气不足或胶囊损坏;2、泵的进、排液阀泄漏;3、进、排液阀密封圈泄漏;

　　排除方法：1充足气或更换胶囊;2、更换失灵的进、排液阀;3、更换密封圈;

　　2. 5泵体法兰渗漏：

　　产生原因1、法兰螺母松动;2、密封圈损坏;

　　排除方法：1、拧紧螺母;2、调换密封圈;

　　2. 6泵的进排液管振动剧烈：

　　产生原因：1、泵体内存有气体;2、进、排液阀渗漏;3、进、排液阀密封圈损坏;4、进、排液管线悬空;

　　排除方法：1、放掉泵体内气体;2、研磨阀或更换失灵的进、排液阀;3、更换密封圈;4、加固管线;

　　2. 7进排液阀的阀腔内敲击声不均匀：

　　产生原因：1、泵体上法兰螺母松动;2、阀弹簧断裂;3、阀座、阀(阀板)损坏;

　　排除方法：1、拧紧法兰螺母;2、调换弹簧;3、调换阀座、阀(阀板)

　　2. 8柱塞密封泄露严重：

　　产生原因：1、柱塞密封函体处调节螺母太松;2、密封圈磨损严重;3、液体不净，密封函中进入污物;

　　排除方法：1、调整调节螺母的压紧量;2、调换损坏的密封圈;3、清除泵体内管道的污物;

　　2. 9柱塞温度过高：

　　产生原因：1、柱塞调节螺母压得太紧;2、密封圈装配不当;

　　排除方法：1、适当调整调节螺母;2、纠正密封圈的安装;

　　2.10泵的动力不足：

　　产生原因：1、电动机功率不足;2、传动皮带太松;

　　排除方法：1、检查或更换电动机;2、调紧传动皮带;

　　三.注水泵运转中的检查与保养：

　　3.1注水泵运转中的检查

　　1、检查动力部分的声音是否正常，润滑油油量因在规定范围内(1/2-2/3)处。

　　2、检查各部位温度应正常，轴承温度不得超过75°C,柱塞与密封磨擦处的温度不得超过75°C。

　　3、检查泵的出口压力表指示值及泵的排量应符合要求。

　　4、检查进、排液阀的工作情况，应无异常声音。

　　5、密封函上的调节螺母应经常检查，切勿有松动现象，柱塞工作时如有大量液体泄漏，应停泵上紧调节螺母或更换密封圈。

　　6、检查各部位螺丝及个法兰螺母有无松动并扭紧。

　　3.2注水泵的维护保养

　　1、动力部分的润滑油采用粘度等级ISO60以上的全损耗系统油、柴油机机油、闭式齿轮油等，不推荐使用液压油，禁止使用透平机油和汽油机油。

　　2、新泵或大修出场的泵，第一次换机油的时间为500小时，以后每运转5000小时更换润滑油。换油时应先放净污油，洗净油池和磁性器，然后再加足符合规定的润滑油。

　　3、定期检查和纠正安全阀的释放压力为额定工作压力的1.05-1.25倍。

　　4、定期检查压力表的正确性。

　　5、定期检查皮带的松紧度。

　　6、更换损坏了的零部件。

　　7、调整各部位间隙，检查并上紧各部位螺丝。

　　8、需长期停用的泵(特别是污水泵)应用清水冲洗，放净泵体内的液体，拆洗所有的阀，涂上防锈油，并对整个泵进行防腐保养。

　　9、如果启用停放较长时间的泵，应对泵进行全面检查保养，否则不能启用。

　　10、泵的大型修理期暂定12000小时。

　　四、结论及认识

　　在泵站中加入了新的往复泵和变频器,以取代原有低效的离心泵。高效和恒压控制是整个监控系统的核心问题。泵站的效率涉及了多种因素,是一个复杂的多元非线性函数,优化策略的研究比较困难。 通过对泵阀的失效形式和机理进行分析研究后认为，磨料磨损是密封圈上部边缘块状材料剥落的根本原因，但不是引起整个泵阀系统失效的主要原因，疲劳磨损才是泵阀失效的主要机理。对泵阀工作时的各种载荷进行了分析，建立了相应的力学模型。为了提高往复泵锥形阀的使用寿命，建立了其结构优化设计的数学模型，其目标函数为阀体上的最大综合应力，约束条件包括泵阀无冲击条件、阀隙液体流速约束、尺寸约束等。油田注水是我国油田开发的一种十分重要的开采方式,油田注水的目的是发挥注水驱替和补充地层能量的双重作用,促使油井产出更多的原油,而油田注水地面系统是注水系统的重要组成部分。运用遗传算法对油田注水地面系统的拓扑布局进行了一定研究,通过优化技术来确定注水井与配水间的关系、注水站的站址、注水管网布局、注水管网管道的运行参数,最后应用模型协调法,协调管网布局和参数的关系,得到完整的优化管网。