勝利油田注水泵的應用現狀及發(fā)展.doc

勝利油田注水泵的應用現狀及發(fā)展作者：劉維震廖成銳 【關鍵詞】勝利油田,注水泵,應用,管理【摘要】注水泵的應用經歷了三個階段：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改造階段；19871997年為低效泵更新和高效泵推廣應用階段。注水泵的管理已由過去的制度管理和目標管理發(fā)展到應用現代管理方法進行的系統(tǒng)管理?，F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%，實際平均運行效率為75.86%，均居國內先進水平。實踐證明，推行注水泵的系統(tǒng)管理是降低采油成本，提高經濟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域之一，因此開發(fā)高效注水設備，提高現有注水系統(tǒng)運行效率，對于降低油田生產成本具有重要意義。本刊曾刊載過一些這方面的論文，歡迎讀者結合油田實際，在研究設計、加工制造、生產使用等方面就這一問題繼續(xù)發(fā)表意見。來稿要求論點鮮明、論據準確、論證科學，論文切入點要有較高實用價值、較強的可操作性。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應用現狀目前勝利石油管理局已投入注水開發(fā)的油田有60個，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，維護簡單，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。柱塞泵具有揚程高、排量小、效率高、電力配套設施簡單（指380V電壓系統(tǒng)）等特點，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，針對高于系統(tǒng)壓力的注水井點采用增壓注水泵，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；柱塞式注水泵站127座，安裝泵740臺。日供水設計能力達127萬m3，電動機總容量54萬kW。注水泵平均運行效率76.12%，注水單耗5.9kW.h/m3。根據注水站建成時間和油田注水參數的需要，選用離心泵的型號有：DF400150A、DF300150、DG250160、DF160150、DF140150、6D100150（改型）、D155170和OK5F37（英國泵）。選用柱塞泵的型號有：3H8/450、5ZB210/176、3DZ8/40、5ZB37/170、5DWS34/35、3S17513.5/32和159ZS。其中主力泵型號為DF300150A和3H8/450。DF300150A型泵總共107臺，日供水量為42.2萬m3，占離心泵總供水量的60.7%，平均運行泵效為76.79%。3H8/450型泵總共544臺，日供水量3.65萬m3，分別占柱塞泵總臺數和總供水量的73.51%和54.74%，平均運行泵效為86.1%。三個應用階段勝利油田自1966年投入注水開發(fā)至今已有30多年的歷史，注水泵的應用經歷了三個階段。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)投入注水開發(fā)，建成投產了油田第一座注水站（開始采用鉆井泵，后換用離心泵）。1967年投產勝二注水站，1968年投產勝三注水站，選用沈陽水泵廠制造的6GY711多級離心泵，其效率為61%。至1977年，油田注水泵型號主要有6GY7、6D100150及少量的3W型柱塞泵。上海第一水泵廠生產的6D100150型注水泵銘牌效率為62.5%，運行效率為48.3%。這期間全油田注水站設計能力為每日19.7萬m3，注水用泵處于低效率使用時期。2.低效離心泵的技術改造階段（19771986年）自1977年開始對低效離心泵進行技術改造。通過打光葉輪、流道，減小泄漏間隙和精心裝配等措施，6D100150型注水泵平均運行效率由原來的48.3%提高到55%，甚至達到銘牌效率62.5%。經過實施改進葉輪、導葉、流道及加強生產運行管理等措施，該型泵效率進一步提高，運行效率達到69%左右。1979年在勝四注水站召開現場會，大力推廣低效泵改造成果和生產管理經驗，使低效泵技術改造工作在勝利油田迅速展開。至1986年，10年間油田注水站能力增加到每日38.84萬m3，日注水量由9.26萬m3上升到20.95萬m3，泵平均運行效率由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kW.h,低效泵改造初見成效。3.低效泵更新和高效泵的推廣應用階段（19871997年）1986年勝利油田開展確保注水開發(fā)，實現油田注采良性循環(huán)的注水會戰(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，隨后又更新改造投產該型泵注水站25座，日設計能力為54.72萬m3，泵的銘牌效率為78%。同時試驗了大排量DF4001509型注水泵，并改造投產1座泵站，能力為每日3.84萬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127座高效柱塞泵注水站。據1997年底調查統(tǒng)計，低效泵DG250160、D155170、6D100150（改型）等僅54臺。1998年已將54臺低效泵全部更新改造，預計油田注水泵平均運行效率將達77.62%。這一時期注水泵平均運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，達到全國先進水平，每立方米水節(jié)電1.38kW.h。日注水量由1986年的20.95萬m3增加到1997年的67.4萬m3，其中1994年平均日注水量為71.66萬m3。這一階段平均日注為54.9萬m3，按此計算平均年節(jié)電量為2765.3萬kW.h。注水泵的管理隨著技術的進步，注水泵管理已由過去的制度管理和目標管理逐步發(fā)展到應用現代管理方法進行的系統(tǒng)管理。所謂系統(tǒng)管理就是從注水系統(tǒng)的整體來考察和管理注水泵，并把注水泵作為一個受多種因素影響的、由多個分系統(tǒng)組成的整體進行管理。即既從注水泵的設計、制造、安裝、運行、維護直至報廢全過程管理，又從注水泵機組、泵站閥組、注水管網、配水間到注水井口的運行狀況相關性進行管理。在注水泵應用的第三階段時期，尤其重視注水泵的系統(tǒng)管理，如DF400150型泵的設計、制造、檢測、安裝、運行和改進等；新改進的DF350150型泵和海上油井注水用DF140150型泵的設計、制造、試運、檢測等。從1987年開始每年進行一次全系統(tǒng)的注水運行情況普查，優(yōu)化注水系統(tǒng)運行參數，使注水泵性能參數與注水管網性能參數達到最佳匹配，并研制了注水站自動監(jiān)控系統(tǒng)，保證注水系統(tǒng)的泵壓、排量、干壓、注水井壓力等參數在設計范圍內運行。這對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)開展試驗，取得了提高系統(tǒng)效率10%的好效果。在系統(tǒng)參數優(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，運行191臺，基本上解決了重點井壓力過高及減少系統(tǒng)管網節(jié)流損失問題，確保高注入壓力井配注水量的需要。因此說系統(tǒng)管理是一種先進的管理模式，它把注水泵應用全過程與外部的相關因素系統(tǒng)地加以控制，能夠發(fā)揮出整體效益。存在的問題1.注水泵運行效率問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數加權平均統(tǒng)計，全油田離心泵平均效率為77.57%，實際離心泵平均運行效率為75.86%，均屬國內先進水平。影響泵運行效率主要有以下因素：(1)泵的制造和大修質量不高，使泵運行效率下降。油田要求泵運行1萬h泵效下降不能超過2%。個別泵制造質量或大修質量不高，導致泵運行效率下降超過標準。另外，有的泵運行時間超過1萬h或2萬h后泵效下降超標仍在運行。(2)不能保持泵在高效區(qū)運行。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，為了保證設備安全生產，往往壓低負荷，不能及時調整，使泵運行偏離高效區(qū)；二是注水泵外部系統(tǒng)注水參數與泵性能運行參數不匹配。若注水井采取不穩(wěn)定注水，注水量在一定時間內變化較大，造成注水站開泵臺數的調節(jié)不適應，不得不用泵閥調節(jié)流量，致使泵運行偏離高效區(qū)。為了提高泵的運行效率，一方面要推廣系統(tǒng)管理方法，加強泵制造和大修質量的管理。在運行管理上采用注水站自動監(jiān)控系統(tǒng)，實現自動巡視、保護、調節(jié)和打印資料功能，確保泵在高效區(qū)運行。另一方面是采用先進的變頻調速技術，現已在5座380V電壓柱塞泵注水站推廣應用，泵運行及節(jié)能效果良好。大港油田莊大注水站在6kV電壓800kW電動機上采用變頻調速技術也取得了穩(wěn)壓注水和良好節(jié)能效果。2.注水泵壽命問題注水泵壽命有兩個概念：一是使用壽命，指從安裝投產至設備報廢的周期年限。勝利油田設備報廢周期較長，一般在10年以上。二是正常運行壽命，指泵運行過程中易損件使用壽命及按泵性能指標考核進行的大修期限。影響注水泵壽命的因素主要有水質、材質及加工裝配質量。針對勝利油田注入水質的腐蝕、結垢現象，通過改善水質和泵前加防垢器；泵過流零部件全部采用防腐材料，并提高加工裝配質量，可以提高注水泵的運行壽命。3.注水泵選型問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，少數油田區(qū)塊（注水壓力為16MPa）若選用高效率的柱塞泵，裝泵臺數少不能滿足水量要求；若選用離心泵（80100m3/h），則泵效僅61%70%，達不到泵效大于75%的標準要求。因此，小排量高效率的離心泵選型困難。結束語(1)經過多年的技術更新改造，勝利油田在注水泵的應用、提高效率、節(jié)能降耗等方面積累了豐富的實踐經驗，確保了油田注水高速發(fā)展。(2)根據油田注水開發(fā)特點，采用國內高效的離心泵和柱塞泵