提高离心泵在稠油生产中的利用率

1、单位名称：单位名称： 石油开发中心胜科管理区石油开发中心胜科管理区发布人发布人 : : 邢邢 君君小组名称小组名称 ：胜科输油队创效：胜科输油队创效QCQC小组小组 课题类型课题类型 ：攻关型：攻关型注册编号注册编号 ：SYKF-059-2008SYKF-059-2008 前言前言胜科输油队组建于胜科输油队组建于20052005年年7 7月，地处广饶月，地处广饶县石村镇（即草桥地区），目前管理着县石村镇（即草桥地区），目前管理着草南联合站、草草南联合站、草4-14-1接转站、草接转站、草4-14-1注水注水站、草站、草4-24-2接转站、草接转站、草104104接转站、卸油接转站、卸油台等泵站

2、，担负着草台等泵站，担负着草4 4、草、草104104、草、草127127、草草128128、草、草109109、草、草705705以及坨以及坨826826等区块等区块年年3030余万吨原油的接转、倒运、处理和余万吨原油的接转、倒运、处理和外输交接工作。外输交接工作。目 录六、制定对策六、制定对策七、对策实施七、对策实施 八、效果确认八、效果确认 九、巩固措施九、巩固措施十、下步打算十、下步打算一、小组概况一、小组概况二、选题依据二、选题依据 三、现状调查三、现状调查 四、活动目标四、活动目标五、原因分析五、原因分析小组小组名称名称：胜科输油队胜科输油队创效创效QC小组小组 建组时间：建组时间

3、：200820080303 注册时间：注册时间：200820080404 注册编号：注册编号：SYKF-SYKF2008 小组类型：小组类型：攻关型攻关型TQC教育：教育：24小时小时/年年出勤率：出勤率：100%活动日期：活动日期：2008.3-92008.3-9 活动次数：活动次数：15次次活动时间：活动时间：60小时小时活动方式：集中与活动方式：集中与分散相结合分散相结合活动课题：活动课题：提高离心输油泵提高离心输油泵在稠油生产中的利用率在稠油生产中的利用率 小组小组简介简介小组成员情况序号姓名性别年龄职务(称)组内分工1孙宝国男38工程师组长2邓子刚男36副经

4、理协调实施3高小忠男36工程师生产协调4邢君男36工程师方案实施5武宏伟男28技术员资料整理6余建春男38集输工现场操作7李吉川男27集输工现场操作8李 明男29集输工现场操作9黄福志男41工程师现场实施技术顾问：彭庆基 方法指导：李广庭胜科管理区草胜科管理区草104接转站于接转站于2006年年8月投产，设有三台天津泵业的月投产，设有三台天津泵业的W7.3ZKL-33B-ZOM1W80A型双螺杆泵，负责草型双螺杆泵，负责草104及草及草128区块稠油的区块稠油的接转外输任务。螺杆泵具有吸入性能好，输送液体粘度范围广等优点，但接转外输任务。螺杆泵具有吸入性能好，输送液体粘度范围广等优点，但是草是

5、草104区块存在地层出砂等原因，导致螺杆磨损严重间隙增大，泵效下区块存在地层出砂等原因，导致螺杆磨损严重间隙增大，泵效下降较快，大修周期短、费用高。降较快，大修周期短、费用高。 输油队2007年下半年螺杆泵大修统计表站点设备型号大修日期累积运转时间（h）大修费用(万元)大修周期(月)草104站1#螺杆泵2007.1155855.37.8草104站3#螺杆泵2008.154135.67.5卸油台2螺杆泵2007.653126.77.4卸油台3螺杆泵2007.1161745.18.6C4-2站1螺杆泵2007.690647.212.6C4-2站2螺杆泵2007.952675.47.3这里对输油队2

6、007年下半年发生的螺杆泵大修情况和草104站的1#螺杆泵和2#离心泵的泵效跟踪测试情况进行了统计，统计数据源自输油队泵类设备技术档案和班组工作记录以及管理区设备维修费登记台帐。 图1 草104站1#螺杆泵和2#离心泵泵效跟踪对比由表2、图1中可见，螺杆泵大修周期短、费用高，随运行时间的累积，泵效下降较快，离心泵泵效随时间的推延无明显变化。 离心泵具有结构简单，制造成本低、检修方便、节能高效等优点，油离心泵具有结构简单，制造成本低、检修方便、节能高效等优点，油层出砂对离心泵影响较小，但是原油粘度对离心泵特性影响较大，在层出砂对离心泵影响较小，但是原油粘度对离心泵特性影响较大，在稠油生产中应用较

7、少。稠油生产中应用较少。20062006年年1212月中心与双轮泵业合作在月中心与双轮泵业合作在104104站进行稠油外输离站进行稠油外输离心泵试验，将心泵试验，将2#2#泵改为泵改为80KY60-190TJ80KY60-190TJ型离心输油泵。型离心输油泵。离心离心输油泵在试运过程当中，因频繁抽空使离心泵运行时间少输油泵在试运过程当中，因频繁抽空使离心泵运行时间少，设备利用率低。，设备利用率低。 为此，胜科输油队为此，胜科输油队QC小组决定以提高离心输油泵在稠油生产中小组决定以提高离心输油泵在稠油生产中的利用率为目标展开攻关。的利用率为目标展开攻关。 针对草针对草104104站站2#2#离心

8、泵抽空频繁，运行时间少，设备利用率低的问题，离心泵抽空频繁，运行时间少，设备利用率低的问题，小组成员对小组成员对20072007年年3 3月月-2008-2008年年2 2月对月对2#2#离心泵的运行时间和运行情况进行了离心泵的运行时间和运行情况进行了统计，数据取自统计，数据取自输油队草输油队草104104站站20072007年及年及20082008年班组工作记录年班组工作记录以及以及设设备运行记录本和设备技术档案备运行记录本和设备技术档案月度设备实际使用时间月度设备利用率=30天24小时报告期月度利用率之和 月平均利用率= 报告期月数从上表中我们可以看出，从上表中我们可以看出，2007年年3

9、月到月到08年年2月，月，80KY60-190TJ型型2#离心泵平均利用为离心泵平均利用为20.25%。设备使用时间短，利用率低，造成了严重的浪设备使用时间短，利用率低，造成了严重的浪费。费。制表人：李吉川 制表时间：2008.03.051 1、确定小组活动目标值、确定小组活动目标值小组活动目标柱状图小组活动目标柱状图（1 1）目标制定：将）目标制定：将80KY60-190TJ80KY60-190TJ型型2#2#离心泵的平均利离心泵的平均利用率由目前的用率由目前的20.25%20.25%提高到提高到50%50%。见小组活动目标柱状。见小组活动目标柱状图图 （2 2）依据：）依据：在草在草104

10、104站站80KY60-190TJ80KY60-190TJ型型2#2#离心泵的运行离心泵的运行时间和运行情况统计表（表时间和运行情况统计表（表3 3）中，我们看到）中，我们看到20072007年年5 5月离心泵的运行时间为月离心泵的运行时间为360h,360h,离心泵的利用率为离心泵的利用率为50%50%，20072007年年9 9月离心泵的运行时间为月离心泵的运行时间为348h,348h,离心泵的利用率离心泵的利用率为为48%48%，已经达到和接近活动的目标值。，已经达到和接近活动的目标值。 2 2、目标可行性分析、目标可行性分析（1）、离心泵具有结构简单，检修方便、节能高效等特点，油层出砂

11、对离心泵影响较小，原油粘度的影响可以通过工艺措施改变。（2）、KY型离心输油泵是双轮泵业专为油田生产设计的单吸双级离心泵，对油田的生产比较适应。因此，我们小组认为有能力完成该课题因此，我们小组认为有能力完成该课题提高离心输油泵在稠油生产中的利用率影响因素关联图提高离心输油泵在稠油生产中的利用率影响因素关联图离心泵利离心泵利用率低用率低泵叶轮进口面积小处理工处理工艺不当艺不当管 路 流 程管 路 流 程不合理不合理过滤器滤网细泵进口管线不合理泡沫油溶解气逸出粘度大管线阻力大设备选型设备选型不合理不合理大罐罐位低泵发生抽空气蚀泵进口压力不足设备使用维护不当职工操职工操作不当作不当泵出口开度大、频率

12、高叶轮流道窄巡检排气周期长设备保养维护复杂排量大图4 提高离心输油泵在稠油生产中的利用率影响因素关联图制图：孙宝国 制图时间：2008.03.22原因分析：原因分析：经过情况调查，小组全体成员集思广益，对所选课题进行了深入分析，绘制出离心输油泵在稠油生产中的影响因素关联图设备选型不设备选型不合理合理职工操作不职工操作不当当管路流程管路流程不合理不合理处理工艺不当处理工艺不当有四个边缘因素有四个边缘因素根据影响因素关联图可以看出根据影响因素关联图可以看出.造成离心输油泵造成离心输油泵在稠油生产中的利用率低在稠油生产中的利用率低验证时间：验证时间：2008.03.22验证地点：草验证地点：草104

13、接转站接转站验验 证证 人：余建春人：余建春 孙宝国孙宝国要 因 验 证要 因 验 证一一验证时间：验证时间：2008.03.24验证地点：草验证地点：草104站泵房站泵房验验 证证 人：人： 李广庭李广庭 彭庆基彭庆基要 因 验 证要 因 验 证二二在草在草104104站的流程当中存在不合理的地方，首先是大罐罐位低、泵站的流程当中存在不合理的地方，首先是大罐罐位低、泵进口过滤器滤网过细造成泵进口压力不足，当泵进口压力低于气体进口过滤器滤网过细造成泵进口压力不足，当泵进口压力低于气体的饱和蒸汽压时，就会有气体逸出，诱发气蚀抽空，降低设备利用的饱和蒸汽压时，就会有气体逸出，诱发气蚀抽空，降低设备

14、利用率；二是进口管线上的过滤器进出口为平进平出，泵进口的偏心大率；二是进口管线上的过滤器进出口为平进平出，泵进口的偏心大小头向上偏心，泵进口管路中的逸出溶解气进入泵内叶轮进口直接小头向上偏心，泵进口管路中的逸出溶解气进入泵内叶轮进口直接导致发生气蚀抽空。导致发生气蚀抽空。 经过分析，我经过分析，我们认为，管路流们认为，管路流程不合理对离心程不合理对离心泵在稠油生产中泵在稠油生产中的利用率低影响的利用率低影响较大。故确认为较大。故确认为要因。要因。泵进口过滤器泵进口过滤器偏心偏心大小头大小头离心泵离心泵逸出的逸出的溶解气溶解气制图：孙宝国 时间：2008.03.06图5 离心泵进口流程示意图图6

15、 改造前的过滤器要 因 验 证要 因 验 证三三验证时间：验证时间：2008.03.24验证地点：队练兵场验证地点：队练兵场 验验 证证 人：人： 邢邢 君君 李李 明明4 4 、 职 工 操 作 不 当职 工 操 作 不 当职工在离心泵的操作过程中，会因为泵出职工在离心泵的操作过程中，会因为泵出口阀门开度过大，变频频率大造成离心泵口阀门开度过大，变频频率大造成离心泵的排量增大，进口供液不足造成气蚀停泵；的排量增大，进口供液不足造成气蚀停泵；因巡检不及时、维护保养不到位或维护不因巡检不及时、维护保养不到位或维护不当造成设备停运。为此，我们在严格考核当造成设备停运。为此，我们在严格考核管理的同时

16、，对全队职工加强了技术培训，管理的同时，对全队职工加强了技术培训，并由队上技术熟练经验丰富的专家顾问带并由队上技术熟练经验丰富的专家顾问带领职工进行现场演练讲解，保证了所有职领职工进行现场演练讲解，保证了所有职工在操作过程中的标准统一（离心泵操作工在操作过程中的标准统一（离心泵操作规程），降低了人为因素对离心泵生产利规程），降低了人为因素对离心泵生产利用率的影响。用率的影响。图图7 职工培训现场职工培训现场要 因 验 证要 因 验 证四四验证时间：验证时间：2008.03.26验证地点：队练兵场验证地点：队练兵场 验验 证证 人：彭庆基人：彭庆基 黄福志黄福志90分以上80-89分70-79分

17、60-69分不及格理论28392410实践操作31441700总评2942201职工操作技能考试成绩统计表职工操作技能考试成绩统计表人数成绩形式从职工成绩统计表中可以看从职工成绩统计表中可以看出：实际操作均达到要求，理出：实际操作均达到要求，理论考试全部及格，能够满足我论考试全部及格，能够满足我队生产需要。故队生产需要。故确认为确认为非要因非要因。2 2、管路、管路流程不合理；流程不合理； 1 1、处理工艺不当、处理工艺不当；非要因非要因3 3、设备选型不合理设备选型不合理； 非要因非要因4 4、职工操作不当职工操作不当 要因要因 要因要因通过要因验证，最后确定处理工艺不当和管路流程不通过要因

18、验证，最后确定处理工艺不当和管路流程不合理是影响离心泵在稠油生产利用率的要因。合理是影响离心泵在稠油生产利用率的要因。对对策策表表要因对策目标措施地点负责人时间处理工艺不当改进外输工艺提高加热温度降低粘度一是由原来的站内自然沉降低含水外输，改为一次罐随进随出高含水外输；二是提高加热温度。草104站罐区李明2008年4-5月修复分离器增加分离时间消除原油泡沫、减少溶解气分离器因气管线频繁窜油长时间停用，修复投用分离器，增加油气分离时间草104站分离器武宏伟管路流程不合理改造泵的进口管路及过滤器减少溶解气进入叶轮流道过滤器进出口改造为高进低出，使溶解气聚集在过滤器顶部。草104站泵房余建春2008

19、年4月在过滤器顶部加装放气阀定时进行放气。草104站泵房余建春进口大小头由向上偏心改为同心。草104站泵房余建春加大过滤器滤网目数，保持大罐罐位在不低于5.5米草104站罐区李明2、对策的可行性研究：、对策的可行性研究： 我们有取得资质我们有取得资质的施工队伍，施的施工队伍，施工改造有保证工改造有保证目前大罐外输流程能够达到要求分离器经敞口诊断原因已经确认 改造泵进口改造泵进口管路及过滤管路及过滤器器分离器修复分离器修复高含水工艺高含水工艺外输外输 由此我们认为，我们的对策是完全可行的由此我们认为，我们的对策是完全可行的原来的外输工艺为井排来液经加热提温后先进一次沉降罐进行原来的外输工艺为井排

20、来液经加热提温后先进一次沉降罐进行自然沉降脱水，一次罐底水回掺至采油平台，原油从一次罐溢流自然沉降脱水，一次罐底水回掺至采油平台，原油从一次罐溢流至二次罐，二次罐的低含水原油（含水至二次罐，二次罐的低含水原油（含水40%左右）外输泵外输。左右）外输泵外输。低含水外输工艺流程示意图低含水外输工艺流程示意图mPa.s 温度（）607073758060664407942018540011200660265139801548519953672.5564.77093321122012589501.9455.9757526742311340363.0283.5备注W/O型乳化油W/O型乳化油W/O型乳化油

21、 乳化油、水共存 乳化油、水共存 由表由表6、图、图8、图、图9可见，在含水可见，在含水73%的情况下，均能在外力的作用下较的情况下，均能在外力的作用下较容易形成容易形成W/O型乳化油。并且随含水率的增加粘度逐渐增大，型乳化油。并且随含水率的增加粘度逐渐增大，73%的视粘度的视粘度达到峰值；含水达到峰值；含水73%的情况下，混合油是乳化油、水共存体系，视粘度迅的情况下，混合油是乳化油、水共存体系，视粘度迅速下降，说明速下降，说明73%为为W/O型乳化油的反相点。型乳化油的反相点。外输工艺改进措施：一是改为高含水外输流程，外输外输工艺改进措施：一是改为高含水外输流程，外输原油含水在原油含水在80

22、%80%以上，改造后的外输工艺为井排来液高以上，改造后的外输工艺为井排来液高含水原油经加热提温进二号罐，从二号罐直接进外输含水原油经加热提温进二号罐，从二号罐直接进外输泵外输。二是提高加热温度，保持加热炉出口温度在泵外输。二是提高加热温度，保持加热炉出口温度在8080以上，确保足够的罐温。以上，确保足够的罐温。修修复复分分离离器，器，改改善善油油气气分分离离效效果果。气管线窜油导致油气分离器长期停用，经分离器敞口检修故障诊断气管线窜油导致油气分离器长期停用，经分离器敞口检修故障诊断原因有二，一是捕雾器丝网塌落，二是分离器内部没有盐水包稠油原因有二，一是捕雾器丝网塌落，二是分离器内部没有盐水包稠

23、油进入液位计管导致液位显示失真，针对原因采取的相应措施。进入液位计管导致液位显示失真，针对原因采取的相应措施。一是打开分离器捕雾器压盖对塌落的丝网重新整理并用钢板网和铁一是打开分离器捕雾器压盖对塌落的丝网重新整理并用钢板网和铁丝进行加固，避免丝网散落。丝进行加固，避免丝网散落。 天然气分离器捕雾器图13 分离器结构示意图 图14 分离器捕雾器图12 散落的捕雾丝网 二是在分离器液位计下端截断阀处加一个外置的盐水包，并在盐水包与分二是在分离器液位计下端截断阀处加一个外置的盐水包，并在盐水包与分离器本体连接处加电拌热保温，杜绝了稠油进入液位计造成的液位失真现象。离器本体连接处加电拌热保温，杜绝了稠

24、油进入液位计造成的液位失真现象。 修修复复分分离离器，器，改改善善油油气气分分离离效效果果。外置盐水包液位计图12 分离器液位计外置盐水包改造示意图草草104站的日处理液量为站的日处理液量为1100m3/d， 分离器的进液流量为分离器的进液流量为0.0127m3/s，分离器的型号为，分离器的型号为2400*9700，从设备铭牌上可以查，从设备铭牌上可以查到 分 离 器 的 有 效 容 积 为到 分 离 器 的 有 效 容 积 为 V = 3 5 . 4 m 3 ， 分 离 器 内 的 流 速 为， 分 离 器 内 的 流 速 为=Q/s=Q/(r2/2)*60=0.338m/min，原油在分离

25、器中的滞留时间为，原油在分离器中的滞留时间为t=V/q=35.4m3/2/0.0127m3/s/60=23.95min 修修复复分分离离器，器，改改善善油油气气分分离离效效果果。从以上计算中得到：原油在分离器的流速为0.338m/min，在分离器中的滞留时间为23.95min，根据索密尔顿实验，油样在0.25Mpa下，垂直玻璃管中100毫升的泡沫全部消失的时间，最短为6秒，多数在100-150秒之间，最长为3000秒，草104站分离器的原油滞留时间为1437秒，经过提高温度，降低原油粘度并使原油在分离器中停留较长的时间，基本上可以消除原油中的小气泡和泡沫，使起泡原油达到较理想的分离效果。进口管

26、线上的过滤器进出口为平进平出，泵进口的偏心大小头向上偏心，泵进口管路中的逸出溶解气进入泵内叶轮进口直接导致发生气蚀抽空。改改造造过过滤滤器器、进进口口管管路路措施落实措施落实一是改造泵的进口管线，一是改造泵的进口管线，使进口大小头由向上偏使进口大小头由向上偏心改为同心，可以使泵心改为同心，可以使泵进口管路中的逸出溶解进口管路中的逸出溶解气顺势返回进口管路的气顺势返回进口管路的高点及过滤器顶部。高点及过滤器顶部。有效地避免了溶解气进入叶轮发生抽空气蚀现象。二是过滤器进出口改造为高进二是过滤器进出口改造为高进低出，使溶解气聚集在过滤器低出，使溶解气聚集在过滤器顶部，在过滤器顶部加装放气顶部，在过滤

27、器顶部加装放气阀定时进行放气，岗位值班工阀定时进行放气，岗位值班工人每人每1小时巡检时随手排放过小时巡检时随手排放过滤器顶部聚积的溶解气。有效滤器顶部聚积的溶解气。有效地避免了溶解气进入叶轮发生地避免了溶解气进入叶轮发生抽空气蚀现象。抽空气蚀现象。措施实施：离心泵进口流程改造后示意图离心泵进口流程改造后示意图改造过滤器、进口管路改造过滤器、进口管路表7 草104站80KY60-190TJ型离心油泵运行情况统计表 制表人：武宏伟 制表时间：2008.8.23 1、使用效果调查、使用效果调查活动结束后，我们对草活动结束后，我们对草104站站2# 80KY60-190TJ型离心型离心输油泵运行输油泵

28、运行 情况进行跟踪，使用效果见下表。情况进行跟踪，使用效果见下表。由以上统计表中可以由以上统计表中可以计算出，草计算出，草104站站2# 80KY60-190TJ型离心型离心输油泵输油泵2008年年5-8月份月份月度平均利用率为月度平均利用率为79%，我们根据上表，我们根据上表做如下柱状图。做如下柱状图。根据我队2007年设备技术档案，我们统计发现，草104站全年1#、2#螺杆泵共计发生大修2次，大修费用 10.9 万元。 小组活动达到目标后，螺杆泵可以减少运行时间79%，活动期间可以节省螺杆泵大修费用10万元。分离器修复投用后，可以日产气1500m3/d，自产气可以供站内两台蒸汽锅炉使用，08年节约燃煤费用44.11万元。分离器修复及液位计盐水包改造发生成本0.8万元，离心泵过滤器及进口管路改造施工费用1.75万元，共计发生成本2.55万元。 经济效益经济效益(1)节省大修