胜利油田注水泵的应用现状及发展.doc

胜利油田注水泵的应用现状及发展作者：刘维震廖成锐 【关键词】胜利油田,注水泵,应用,管理【摘要】注水泵的应用经历了三个阶段：19661977年为以低效离心泵为主要泵型的初期注水阶段；19771986年为低效离心泵技术改造阶段；19871997年为低效泵更新和高效泵推广应用阶段。注水泵的管理已由过去的制度管理和目标管理发展到应用现代管理方法进行的系统管理。现已全部完成低效泵的更新改造，离心式注水泵的铭牌效率都在75%以上，平均效率为77.5%，实际平均运行效率为75.86%，均居国内先进水平。实践证明，推行注水泵的系统管理是降低采油成本，提高经济效益行之有效的管理方法。编者按油田注水系统是油田能耗大户，也是油田投资的主要领域之一，因此开发高效注水设备，提高现有注水系统运行效率，对于降低油田生产成本具有重要意义。本刊曾刊载过一些这方面的论文，欢迎读者结合油田实际，在研究设计、加工制造、生产使用等方面就这一问题继续发表意见。来稿要求论点鲜明、论据准确、论证科学，论文切入点要有较高实用价值、较强的可操作性。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应用现状目前胜利石油管理局已投入注水开发的油田有60个，油田大小不一，油藏类型多样，其配套的注水系统也各不相同。按注水系统能力分，有大站系统，以离心式注水泵为主。离心泵排量大，维护简单，在注水量大、注水压力为16MPa的系统里被广泛采用，是高渗透率、整装大油田的主力泵型。另有小站系统，以柱塞式注水泵为主。柱塞泵具有扬程高、排量小、效率高、电力配套设施简单（指380V电压系统）等特点，适用于注水量低、注水压力高的中低渗透率油田或断块油田。近几年，针对高于系统压力的注水井点采用增压注水泵，是注水井增注和提高系统效率的有效措施之一。截至1997年底胜利油田已建注水站185座，其中离心式注水泵站58座，安装泵268台；柱塞式注水泵站127座，安装泵740台。日供水设计能力达127万m3，电动机总容量54万kW。注水泵平均运行效率76.12%，注水单耗5.9kW.h/m3。根据注水站建成时间和油田注水参数的需要，选用离心泵的型号有：DF400150A、DF300150、DG250160、DF160150、DF140150、6D100150（改型）、D155170和OK5F37（英国泵）。选用柱塞泵的型号有：3H8/450、5ZB210/176、3DZ8/40、5ZB37/170、5DWS34/35、3S17513.5/32和159ZS。其中主力泵型号为DF300150A和3H8/450。DF300150A型泵总共107台，日供水量为42.2万m3，占离心泵总供水量的60.7%，平均运行泵效为76.79%。3H8/450型泵总共544台，日供水量3.65万m3，分别占柱塞泵总台数和总供水量的73.51%和54.74%，平均运行泵效为86.1%。三个应用阶段胜利油田自1966年投入注水开发至今已有30多年的历史，注水泵的应用经历了三个阶段。1.注水初期以低效离心泵为主要泵型阶段（19661977年）1966年胜坨油田一区投入注水开发，建成投产了油田第一座注水站（开始采用钻井泵，后换用离心泵）。1967年投产胜二注水站，1968年投产胜三注水站，选用沈阳水泵厂制造的6GY711多级离心泵，其效率为61%。至1977年，油田注水泵型号主要有6GY7、6D100150及少量的3W型柱塞泵。上海第一水泵厂生产的6D100150型注水泵铭牌效率为62.5%，运行效率为48.3%。这期间全油田注水站设计能力为每日19.7万m3，注水用泵处于低效率使用时期。2.低效离心泵的技术改造阶段（19771986年）自1977年开始对低效离心泵进行技术改造。通过打光叶轮、流道，减小泄漏间隙和精心装配等措施，6D100150型注水泵平均运行效率由原来的48.3%提高到55%，甚至达到铭牌效率62.5%。经过实施改进叶轮、导叶、流道及加强生产运行管理等措施，该型泵效率进一步提高，运行效率达到69%左右。1979年在胜四注水站召开现场会，大力推广低效泵改造成果和生产管理经验，使低效泵技术改造工作在胜利油田迅速展开。至1986年，10年间油田注水站能力增加到每日38.84万m3，日注水量由9.26万m3上升到20.95万m3，泵平均运行效率由51.7%提高到63.54%，平均注水单耗由8.7kW.h/m3下降到7.28kW.h/m3，平均年节电1085.8万kW.h,低效泵改造初见成效。3.低效泵更新和高效泵的推广应用阶段（19871997年）1986年胜利油田开展确保注水开发，实现油田注采良性循环的注水会战，平均年注水量以29%的速度增加，注水用电供给紧张。为了提高注水泵效和系统效率，节能降耗，满足油田注水需要，加快了低效泵更新和高效泵推广应用的步伐。1988年5月胜利油田第一座DF300150型高效大排量泵站投产，随后又更新改造投产该型泵注水站25座，日设计能力为54.72万m3，泵的铭牌效率为78%。同时试验了大排量DF4001509型注水泵，并改造投产1座泵站，能力为每日3.84万m3，泵效为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，泵效率为75%。在断块油田和高压低渗透油田新建投产127座高效柱塞泵注水站。据1997年底调查统计，低效泵DG250160、D155170、6D100150（改型）等仅54台。1998年已将54台低效泵全部更新改造，预计油田注水泵平均运行效率将达77.62%。这一时期注水泵平均运行效率比前一阶段又有大幅度提高。1990年为71.33%，1995为 75.48%，1997年为76.12%。平均注水单耗由7.28kW.h/m3下降到5.9kW.h/m3，达到全国先进水平，每立方米水节电1.38kW.h。日注水量由1986年的20.95万m3增加到1997年的67.4万m3，其中1994年平均日注水量为71.66万m3。这一阶段平均日注为54.9万m3，按此计算平均年节电量为2765.3万kW.h。注水泵的管理随着技术的进步，注水泵管理已由过去的制度管理和目标管理逐步发展到应用现代管理方法进行的系统管理。所谓系统管理就是从注水系统的整体来考察和管理注水泵，并把注水泵作为一个受多种因素影响的、由多个分系统组成的整体进行管理。即既从注水泵的设计、制造、安装、运行、维护直至报废全过程管理，又从注水泵机组、泵站阀组、注水管网、配水间到注水井口的运行状况相关性进行管理。在注水泵应用的第三阶段时期，尤其重视注水泵的系统管理，如DF400150型泵的设计、制造、检测、安装、运行和改进等；新改进的DF350150型泵和海上油井注水用DF140150型泵的设计、制造、试运、检测等。从1987年开始每年进行一次全系统的注水运行情况普查，优化注水系统运行参数，使注水泵性能参数与注水管网性能参数达到最佳匹配，并研制了注水站自动监控系统，保证注水系统的泵压、排量、干压、注水井压力等参数在设计范围内运行。这对提高泵效和注水系统效率具有重要的保证作用。目前在三座大站系统开展试验，取得了提高系统效率10%的好效果。在系统参数优化改造中，注水井增注采用柱塞式增压泵，这种泵在装240台，运行191台，基本上解决了重点井压力过高及减少系统管网节流损失问题，确保高注入压力井配注水量的需要。因此说系统管理是一种先进的管理模式，它把注水泵应用全过程与外部的相关因素系统地加以控制，能够发挥出整体效益。存在的问题1.注水泵运行效率问题按照注水泵铭牌效率不能低于75%的要求，胜利油田的低效泵已全部完成更新改造。离心式注水泵铭牌效率都在75%以上，按照在用泵的铭牌效率以水量做权数加权平均统计，全油田离心泵平均效率为77.57%，实际离心泵平均运行效率为75.86%，均属国内先进水平。影响泵运行效率主要有以下因素：(1)泵的制造和大修质量不高，使泵运行效率下降。油田要求泵运行1万h泵效下降不能超过2%。个别泵制造质量或大修质量不高，导致泵运行效率下降超过标准。另外，有的泵运行时间超过1万h或2万h后泵效下降超标仍在运行。(2)不能保持泵在高效区运行。主要有两方面的原因：一是管理原因，即在供电系统不正常情况下，为了保证设备安全生产，往往压低负荷，不能及时调整，使泵运行偏离高效区；二是注水泵外部系统注水参数与泵性能运行参数不匹配。若注水井采取不稳定注水，注水量在一定时间内变化较大，造成注水站开泵台数的调节不适应，不得不用泵阀调节流量，致使泵运行偏离高效区。为了提高泵的运行效率，一方面要推广系统管理方法，加强泵制造和大修质量的管理。在运行管理上采用注水站自动监控系统，实现自动巡视、保护、调节和打印资料功能，确保泵在高效区运行。另一方面是采用先进的变频调速技术，现已在5座380V电压柱塞泵注水站推广应用，泵运行及节能效果良好。大港油田庄大注水站在6kV电压800kW电动机上采用变频调速技术也取得了稳压注水和良好节能效果。2.注水泵寿命问题注水泵寿命有两个概念：一是使用寿命，指从安装投产至设备报废的周期年限。胜利油田设备报废周期较长，一般在10年以上。二是正常运行寿命，指泵运行过程中易损件使用寿命及按泵性能指标考核进行的大修期限。影响注水泵寿命的因素主要有水质、材质及加工装配质量。针对胜利油田注入水质的腐蚀、结垢现象，通过改善水质和泵前加防垢器；泵过流零部件全部采用防腐材料，并提高加工装配质量，可以提高注水泵的运行寿命。3.注水泵选型问题胜利油田油藏类型多样，断块油田注水系统注水量较小，少数油田区块（注水压力为16MPa）若选用高效率的柱塞泵，装泵台数少不能满足水量要求；若选用离心泵（80100m3/h），则泵效仅61%70%，达不到泵效大于75%的标准要求。因此，小排量高效率的离心泵选型困难。结束语(1)经过多年的技术更新改造，胜利油田在注水泵的应用、提高效率、节能降耗等方面积累了丰富的实践经验，确保了油田注水高速发展。(2)根据油田注水开发特点，采用国内高效的离心泵和柱塞泵