石油钻采机械第四期

任连城 魏昌祥 董超群 龚银春 郭正伟 等

目录

  • 石油钻机总论
    • ● 钻井工艺概述
    • ● 石油钻机的组成
    • ● 钻机的参数及标准
    • ● 石油钻机的发展
    • ● 本章小结
  • 钻机的驱动与传动
    • ● 钻机驱动与传动概述
    • ● 柴油机驱动-机械传动
    • ● 柴油机液力传动-机械传动
    • ● 本章小结
  • 钻机起升系统
    • ● 起升系统工作原理
    • ● 游动系统典型设备
    • ● 绞车
    • ● 绞车刹车系统
    • ● 本章小结
  • 钻机旋转系统
    • ● 转盘
    • ● 水龙头
    • ● 顶部驱动钻井系统
    • ● 本章小结
  • 钻机循环系统
    • ● 概述
    • ● 泥浆固控设备
    • ● 本章小结
  • 钻机液压气动控制系统
    • ● 概述
    • ● 钻机的气控制
    • ● 钻机的液压控制
    • ● 本章小结
  • 采油机械
    • ● 采油方法概述
    • ● 有杆采油系统
      • ● 游梁抽油机
      • ● 无游梁抽油机
      • ● 抽油泵
    • ● 无杆采油系统
      • ● 水力活塞泵采油
      • ● 电动潜油离心泵采油
      • ● 螺杆泵采油
    • ● 其它采油设备
    • ● 本章小结
  • 往复泵
    • ● 往复泵的基本知识
    • ● 往复泵的结构
    • ● 往复泵的理论分析
    • ● 往复泵的正确使用
    • ● 本章小结
  • 离心泵
    • ● 离心泵的基本知识
    • ● 离心泵的结构
    • ● 离心泵的理论分析
    • ● 离心泵的正确使用
    • ● 离心泵的维修
    • ● 本章小结
  • 螺杆泵
    • ● 螺杆泵基本知识
  • 井控设备
    • ● 新建课程目录
    • ● 井控设备概述
    • ● 闸板防喷器
    • ● 环形防喷器
离心泵的正确使用

主要知识点:

    离心泵的选型;离心泵的操作;离心泵的保养;离心泵的故障诊断

重点内容:

    离心泵的操作步骤;离心泵的故障诊断。

一、离心泵的选型

      离心泵的种类繁多,在各行业的应用较广泛。我们除了必须了解离心泵的基本理论和使用知识外,还必须学会根据现场实际工作条件选择最佳的离心泵。

1.选型的原则

1)必须满足工艺要求,如排量、压头、液体性质等; 

2)工作可靠(吸入能力足够、密封好),使用、调节、维修方便; 

3)成本低,尺寸小、重量轻;

4)工作效率高,工况点在高效区±10%范围内;

5)能满足特殊要求(如防火、防爆、抗腐蚀等);

6)能充分利用现有动力源。

2.选型步骤

1)收集原始资料

    按照工艺的要求,详细列出原始数据,包括:

     ① 输送液体的物理性质  密度、粘度、饱和蒸汽压力、腐蚀性等;

     ② 工作条件  总的进口和出口压力范围、流量范围、液体温度等;

     ③ 外界环境  环境温度、海拔高度、装置的水平面和垂直面要求、进水和出水罐至泵中心的管道布置方案及池内的液面高度等。

2)估算泵的流量和压力

(1)流量的估算或选择

   ① 当工艺要求中给出了正常流量、最小流量和最大流量时,直接取最大流量作为选泵的依据;

   ② 若只给出所需的正常流量Q,则应考虑适当的安全系数估算泵的流量,取泵的流量为:

                   

(2)压力的估算或选择

   ①  当工艺要求中给出了泵装置所需的压头H时,直接按公式求出压力。

                     ρ为液体的密度。

    ② 若未给出压头值,作出泵流程图,估算泵的压头和压力。最后确定泵所需的压力时,再留出一定的余量。即:

                   h为排出管线的阻力损失

                 

 3)初选泵的类型和型号

(1)  根据被输送液体的性质确定泵的类型 

       生产厂家已在其产品系列中说明了该系列泵的适用范围,我们应仔细查阅其产品说明书,根据被输送的液体性质来合理选用离心泵,以满足工艺要求。

选择的原则是:

输送石油产品时,应选择各种油泵;

输送水基介质时,多从水泵系列中选取;

要输送腐蚀性强的液体,应该从耐腐蚀泵系列产品中选取。

(2)  确定泵的台数

   一般情况下只用一台泵工作,特殊情况下,可能需要两台或多台泵串、并联工作。

     

      一般来说,台数不宜过多。否则,管线复杂,成本高,使用、维修和管理都不方便。然而,多泵的方案可保证泵的连续工作,对械作条件变化适应必强,且便于设置的定期检修。所以,应根据具体工艺综考虑。

(3) 由比转数选择泵型

泵台数确定后,可由单台泵的流量Q、扬程或压头H及转速n计算出比转数ns,再根据系列型谱图选择泵型。



(4)  根据流量Q和扬程H选择泵的型号 

方法一:将估算出的流量Q和扬程H的数值标绘到该型泵的型谱图上,看其交点处于哪个切割高效区四边形中,即可读出四边形中所注明的离心泵型号。

方法二:从泵样本或系列性能规格表中查出该泵的特性曲线的形状(陡降、平坦等),选择与工艺要求相适应的泵 。

3.泵的复核

复核的目的,在于具体确定所选的泵能否满足工艺要求和正常工作。

1)作出特性曲线图

首先作出泵的特性曲线图,然后作出管路特性曲线图和泵管联合特性曲线图,校对其工况点是否在高效范围内。如不在,则应重新选择。

2)验算泵的性能

① 校核允许吸入高度

      为防止汽蚀,必须根据流程图,计算出泵实际吸上真空度HS或装置的有效汽蚀余量△ha,与该泵的允许吸上真空度[HS]或允许汽蚀余量△h许相比较。或者由 [HS] 或△h许,计算出泵的允许几何安装高度,与工艺流程图中拟确定的安装高度相比较。当不能满足要求时,必须另选泵型,或采取变更泵的位置等其它措施。

② 性能换算

       若输送油品等高粘度液体,应先作性能换算再进行验算。若采用一台泵在多管路上工作,必须计算出各种不同使用条件下所需的扬程,校核该泵是否满足要求;必要时,可绘制泵的性能曲线和管路特性曲线,验算工况点的参数是否符合工艺要求,并在高效区内工作。

3)功率计算

①  计算泵的轴功率

根据输送液体的性质及工作参数Q、H、η等,可以求得泵的轴功率,即:


②  计算动力机的功率:


以此作为选配动力机的依据,选配动力机时,要优先考虑可供利用的动力源,在条件许可时尽可能选用电动机。

二、离心泵的操作

离心泵的操作主要包括启动、运行、倒泵与停泵等项内容。

1.离心泵的启动

(1) 启动前的检查与准备

① 检查联轴器、地脚螺栓等各紧固件是否松动;

② 用手或专用工具转动转子数圈,看转动是否均匀,有无异常声音,检查转子是否灵活;

③检查润滑、冷却系统是否完好;

④检查供电系统是否完好;

⑤打开泵的进口阀,关闭泵的出口阀;

⑥灌泵,打开放气阀,排净泵内气体。

(2) 启动

只有在启动前的各项准备工作完善后,可按以下顺序实施离心泵的启动:

① 合上电源开关,按启动按钮;

② 观察电流表和泵的出口压力表,当电流从最大值降到稳定值,泵压稳定后,缓慢打开泵的出口阀; 

③ 调节至需要的排量。

       注意:由于泵在关闭出口阀时,无液体排出,叶轮旋转产生的能量全部转化为热而使泵发热,若时间较长,有可能将泵的部分部件烧坏,因此,泵启动后,出口阀的关闭时间不得超过2-3min。若启泵后打不起压力,需停泵后重新灌泵再启动。

2.离心泵的日常检查

这里主要是指离心泵运行中的检查。主要包括以下内容:

(1)查表

       观察泵出口压力表、管线压力表、电流表、电压表等仪表,看其参数是否平稳,并根据变化进行及时的调节,确保各运行参数在正常范围内。

(2)查温度

       检查泵、电机轴承温度情况,其中滚动轴承不得超过80℃,滑动轴承不过70℃,电机轴承不得超过80℃ (用手摸时,感到烫手,只能短时间停留)

(3)查润滑

        检查润滑油油面高度和油环工作情况(润滑油油位应在油杯的2/3~3/4之间)。

(4)查密封

         检查泵盘根密封情况(每分钟滴液30~60滴为宜)。

(5)查振动

       检查泵与电机的振动情况,转速为2900 r/min时,振动应小于0.06 mm,转速为1450r/min时,振动应不大于0.08 mm (用手摸时,感到比平常振动大则考虑是否振动超标)。

(6)查进、漏气

       检查泵和管路有无渗漏和进气的地方,特别要保证吸入管和吸入端盘根不漏(可将小纸条靠近被检查部位,若纸条向里贴则表示漏气)。

(7)听声音

       听各部声音是否正常,发现异常声音应立即停泵检查。

(8)查液位

       检查泵吸液罐的液位情况,防止泵抽空(在低液位时,要加强检尺)。

(9)盘车

       对停运和备用泵机组,每天盘车一次,使轴旋转180°,以防止泵轴弯曲。

3.离心泵的倒泵

倒泵—在不停输的情况下,从一台运行泵切换到另一台备用的泵的操作。

倒泵的步骤是:

(1)按泵的启动程序启动备用泵。

(2)一人缓缓开启备用泵出口阀;另一人同时关待停泵的出口阀。在此过程中,操作要平缓,注意泵出口压力的波动不能过大。

(3)备用泵运转正常后,关死停运泵的出口阀,停止其运转。

4.离心泵的停泵

停泵的顺序是:

(1)先关泵的出口阀,(2)再按停止按钮,(3)最后关闭泵的进口阀,(4)停泵10min后关循环水。

  本视频简单介绍了离心泵的启动、检查、停机等操作过程。

三、离心泵的保养

保养是一种正常状态下的定期维护,目的是消除自然磨损、腐蚀等因素的影响,保证泵正常、高效地运行。

 离心泵的保养,分三个等级,即“一保”、“二保”和“三保”。

一级保养

  1.保养时间:离心泵运行了240小时左右,要进行一级保养。

   2.保养内容:

(1) 对泵的润滑及冷却系统进行检查与维护,确保两系统工作正常。

(2) 检查并紧固泵的底座、端盖、泵壳、轴承支架等连接部位的螺丝、螺栓,确保无松动滑扣现象。 

(3) 检查并维护各管线、阀门、阀兰等,确保不渗不漏。

(4) 检查并调整前后轴封的工作情况,确保轴封温度不超过80℃,每分钟泄漏量在30~60滴之间,压盖与轴套无摩擦现象。

(5) 检查联轴器,确保各连接螺丝松紧一致,受力均匀,无松动、滑扣现象。

(6) 检查压力表,确保指针运转灵活、准确,接头无松动、滑扣、渗漏现象。 

(7) 检查并清洗过滤器,保证清洁、畅通,滤网无损坏。

(8) 对泵机组整体进行擦拭、清洁、保养。

二级保养

1、保养时间:离心泵运行500~1000小时后,要进行二级保养。

2、保养内容:

 (1) 首先完成“一保”的内容。

 (2) 根据泄漏情况拆检密封装置,检查机械密封的动静环密封端面、轴封装置与O型圈或填料磨损情况,必要时进行更换。

 (3) 检查上下轴瓦和向心推力轴承,必要时研磨轴瓦,更换推力轴承。

 (4) 检查电机与泵轴的同心度,校对联轴器。

 (5) 检查轴承油盒、轴承箱内润滑油、油环等,确保油质清洁、无杂质、颜色正常,油环不变形、无毛刺。清洗润滑油箱和过滤器。 

 (6)检查泵轴的窜动量,应不超过6mm(一般在2~6mm之间) 


三级保养

1、保养时间:离心泵运行2000~3000小时后,要进行三级保养。

2、保养内容:

 (1) 完成“二保”的内容。

 (2) 检查转子径向和端面跳动,测量电机和泵的振动。

 (3) 检查滑动轴承,测量轴瓦间隙;检查滚动轴承,滚珠、滚道及隔离架均无损坏;检查推力轴承,测定推力盘瓢偏度和偏向间隙,刮研推力瓦片;检查平衡盘磨损情况,测定瓢偏度。

 (4) 检查泵轴、轴套的表面腐蚀磨损情况(腐蚀麻点不超过轴长的1/10,深度不大于0.1 mm,腐蚀点面积不大于10mm2,轴套表面无明显磨损为合)。

 (5) 检查轴向间隙和窜量,轴向采用止推滚动轴承的泵,其端面圆与轴承压盖的间隙为0.08~0.15mm,可做纸垫压在压盖端面圆上进行调整。

 (6) 检查、修理润滑油泵和封油泵,检修冷却、润滑和封油系统的油箱、冷却器、过滤器及管线。

 (7) 检验压力表和温度计。 

四、离心泵的故障诊断

    技术人员或操作工,应了解离心泵的常见故障和排出故障的方法。以利于在工作过程中,及时发现并处理其故障,保证生产的正常进行。

离心常见的故障及处理方法有:

   下面以表格的形式列出泵发生故障的原因和相应的排出故障的方法。引起泵发这些故障的原因可能是其中的一个原因,也可能是其中的多个原因。

1.泵泄漏严重

        故障可能发生的原因

    故障排出方法

① 填料太松或密封件损坏

压紧填料或更换密封件

② 泵轴与驱动机轴线不一致,轴弯曲

调整对正轴线,维修校正泵轴

③ 轴承或密封环磨损太多形成转子偏心

更换轴承、密封环并校正轴线

④ 密封件安装不当或密封液压力不当

正确安装密封件或设置合适的密封液压力



 2.泵输不出液体或出力不足

故障可能发生的原因

故障排出方法

① 泵壳或吸气管内有空气,管路漏气

从排气管排气或重新灌注,拧紧漏气处

② 泵或管路内有杂物堵塞

检查并清除杂物

③ 泵的转速不符或旋转方向不对

按要求匹配转速或改变驱动机的旋转方向

④ 液体在泵内或吸入管内气化

减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵

⑤ 泵的杨程不够

减少排出系统阻力,按液体重度粘度进行换算

⑥ 密封环磨损过多或密封件安装不当

更换密封环或重新安装密封件



3. 泵发生振动或燥声


故障可能发生的原因

故障排出方法

① 泵壳或吸气管内有空气

从排气管排气或重新灌泵

② 液体在泵内或吸气管内气化  

减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵

③ 泵的排量过小,出现喘振

增大流量或安装旁通循环管

④ 泵轴与驱动机轴线不一致,轴弯曲

调整对正轴线,维修校正泵轴

⑤ 泵轴或密封环磨损过多形成转子偏心

更换轴承、密封环并校正轴线

⑥ 轴承盒内油过多或太脏

按油位计加油或更换新油

⑦ 泵或管路内有杂物堵塞

检查并清除杂物




4.泵或轴承过热

故障可能发生的原因

故障排出方法

① 液体在泵内或吸气管内气化

减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵

② 泵的排量过小,出现喘振

增大流量或安装旁通循环管

③ 泵轴与驱动机轴线不一致,轴弯曲

调整对正轴线,维修校正泵轴

④ 泵轴或密封环磨损过多形成转子偏心

更换轴承、密封环并校正轴线

⑤ 轴承盒内油过多或太脏

按油位计加油或更换新油

⑥ 密封件安装不当或密封液压力不当

正确安装密封件或设置合适的密封液压力