[00149180]高压柱塞泵柱塞填料的改进与应用

一、实施背景 随着油田注水开发的不断深入,地层压力不断上升,目前,我油田选用柱塞泵为地层注水。机泵在运行过程中出口压力长期处在高压状态下工作,由于高压柱塞泵密封填料总成由铜套、弹簧、盘根组成,抗冲击和耐磨性低,在运转过程中使柱塞、弹簧、盘根经常损坏,直接影响到深层注水系统压力的平稳,造成对应油井产量波动甚至下降,设备运行时率降低。 问题体现： 1.当填料盒底部填料损坏时,如不拆卸填料盒难以将内底部填料取出更换,而拆卸填料盒维修劳动强度较大,因此这是需要改进解决的关键问题所在。 2. 每次维修造成材料消耗增加成本。主要原因是高压柱塞泵填料盒中盘根磨损快,弹簧断裂损伤柱塞及盘根等,成本消耗较大。3.每次维修更换填料盒总成所用时间长,影响机泵的运转时率和注水时效。 二、技术创新点 为了解决此项问题,首先要做的工作是：对柱塞填料进行重新筛选,在通过对高压柱塞泵的盘根盒结构及柱塞泵在高速运动中,盘根磨损的特点与规律,进行了分析、研究和摸索。我们对摩擦系数进行分析：发现铜对钢的摩擦系数为0.8～1.2,而尼龙610材料对钢的摩擦系数为0.06～0.17,钢对碳素盘根的摩擦系数为0.28～0.8,可见尼龙材料对钢的摩擦系数最小,决定采用尼龙材料,加工成套（其尺寸为长40mm,为四个盘根厚,内圆直径Φ38.5 mm,大于Φ38柱塞0.5 mm,外圆直径为Φ57.5 mm,小于盘根盒内径0.5 mm）,利用其耐高压 、高强度、耐磨损的特点,放入填料盒最里侧中进行试验运用。 三、达到的效果： 我们在5ZB-12/42型柱塞泵Φ38柱塞第五组进行试验,与其泵第四组填料使用进行同期对比,结果为：盘根用量为1： 3.5;盘根磨损周期为2：1。基本解决了盘根磨损快、更换难的难题。 通过试验分析,因装在盘根盒内侧的尼龙套耐磨,损坏的可能性极小,可避免维修时频繁拆卸填料和总成这个强度较大的维修工作;装在外侧的碳素盘根如损坏就不用拆卸填料盒总成,只需松开大压帽很轻松的更换即可。大大降低了劳动强度及维修工时。 尼龙套在柱塞泵填料盒中,所起的作用有以下几点： 1、由于尼龙在填料盒中起到了一定的抗冲击和扶正作用,减缓了柱塞运行中对盘根的磨损,延长了填料盒中盘根的使用寿命,更换盘根由原来的2-3天延长至12天左右,一方面不仅减轻了工人的劳动强度而且延长了更换盘根的时间。另一方面不仅节省了频繁的启停泵所消耗的电能,而且节省了因启泵瞬间电流所消耗的电量, 2、由于尼龙61材料磨擦系数小,避免了填料盒中铜隔兰对柱塞的磨损,延长了柱塞的使用寿命和检泵周期 ,大大降低了成本。 3、由于尼龙套在填料盒中,占有四个盘根的体积,减少了填料盒中一次盘根的投入。 四、经济效益及社会效益 现每月减少三次启泵空运次数,台泵一年可节约电量37*12*5=2220度,折合1598元;试验对比盘根用量：前/后=4/1,按盘根实际进价：1280元/1kg,改前1台泵用量40个/月,价值1024。改后10个/月,合256元。对比可节约768元/月,全年每台泵可节约盘根费用9216元;可节约取缔的弹簧、弹簧座、铜套开支42 × 3×5+42+84=756元;柱塞使用周期平均延长了6个月,改前更换2次/年,改后1次/年。柱塞成本330元/个, 一台泵可节省成本330×5=1650元。改进所需尼龙套成本费30元/个,每台泵150元。 终上所述：一年一台5柱塞泵可节约成本13273元（除去尼龙套成本）。截止到目前,该技术已经在我厂43台泵上应用,共节支70多万元。为设备节能提供了保证。 随着油田注水开发的不断深入,地层压力不断上升。鉴于柱塞泵在油田的广泛应用,该技术不仅降低了劳动强度,还能在设备节能工作中起到了一定的推动作用,因此 该项目具有很好的应用前景。