高压柱塞泵阀座的改进

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1、技术探讨CONSTRUCTION第5卷第27期2015年9月高压柱塞泵阀座的改进刘鹏大庆油田有限责任公司第八采油厂黑龙江大庆163514摘要：目前A油田已经进入注水、注聚的高含水开发时期，多采用高压柱塞泵进行油田注水、注聚工作。而柱塞泵的结构复杂，维修、维护费用比较昂贵。其中最为常见的故障就是高压阀座、阀片在使用的过程中的经常性损坏，而且每次损坏都必须更换新的阀座、阀片。由于更换阀座、阀片的费用比较高，造成大量的维修费用。通过生产实践，我们对高压柱塞泵阀座进行了改进，解决生产过程中的一些实际问题，满足生产需要。关键词：柱塞泵阀座；密封面；维护；改进中图分类号：C35文献标识码：A目前A油

2、田已经进入注水、注聚的高含水采油阶段，注水开发、采油、稳产难度逐渐增大，工作量逐年增加，设备老化，维修成本上升，进而面临着能耗上升，投入成本增加，经济效益降低的趋势，在这种情况下，采取合理的注水设备技术改造是适应油田中后期开发的需要，是油田生产过程实现节能降耗的根本途径。1工作原理柱塞泵是往复泵的一种，属于容积式泵，依靠电动机通过皮带和皮带轮带动柱塞泵曲轴箱内曲轴转动从而带动曲柄连杆、十字头、十字头连杆、柱塞做往复运动，不同直径的柱塞与填料函配合，填料函与高压阀座总成配合，形成一个具有一定容积的工作室，高压阀座总成的吸入口和排出口都是单向阀片。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口排液阀片在

3、弹簧和出口水压的作用下关闭，当工作室内压力低于进口压力时，进液阀片弹簧被进口管线内的液体顶开，液体被吸入工作室；当柱塞内推时，工作室压力由负压或微正压转为正压，进液阀片在弹簧和工作室容积变小的作用下关闭，工作室内压力迅速升高，当高于出口压力时，排液阀片打开，液体排出。曲轴在电动机的带动下每旋转一圈，柱塞就完成一个冲程的工作。由于单柱塞泵排液时会产生脉动，所以注水、注聚一般都采用三柱塞或五柱塞泵。三柱塞或五柱塞泵就是指在同一根曲轴的不同位置上安装有三套或五套曲柄连杆、十字头、十字头连杆、柱塞、填料函、高压阀座总成等配件。共用一个进口和出口管线供水和排水。2存在问题及分析2.1存在问题在日常生

4、产中，为了减小柱塞泵脉动对管线和注水设备的冲击，我们油田注水常采用三柱塞和五柱塞注水泵，柱塞泵的高压阀座与高压阀片是依靠端面密封，由于密封端面小（仅有5mm的环形面），而且高压阀座只有一个密封面，只能是单面密封，在高压阀片以每分钟往复370次的作用下及其它各种原因（微小的水垢、杂质流过密封面时被短时间夹在高压阀片与阀座之间，使高压阀片座不严而刺坏密封面）造成高压阀座密封面经常性损坏，每2个月就需要更换1—2次阀座和阀片。2.2问题分析一方面由于密封面损坏会造成泵压下降而且波动大，脉动大，高压液体短时间就会被刺坏、刺豁高压阀座、阀片或其它配件，因为三柱塞或五柱塞泵共用一个进口、出口管线，所

5、以在阀座损坏严重时，其它高压阀座总成排出来的液体就会从损坏的高压阀座、阀片处回流到泵工作室及进口管线而使柱塞泵产生更为严重的脉动而损坏其它泵件，而岗位员工是每两小时巡回检查一次。短时间不能发现泵压下降而不能及时倒备用泵，造成冬季冻堵水井和水井干线，夏季完不成注水任务，而使油田开发及采收率受到影响。严重时产生共振，损坏进口、出口管线，使其焊口断裂，发生更为严重的生产安全事故。另一方面由于密封面的损坏直接影响到柱塞泵的使用实效。而且每次损坏都必须更换新的高压阀座、阀片，材料费用高昂，造成大量的维护费用。特别是到了冬季，我们地处东北地区，室外温度最冷可以达到零下30℃左右，30min左右的时间注

6、水井就会发生冻堵现象，而更换一次高压阀座、阀片需要近1个小时左右的时间，如果柱塞泵阀门关不严，我们就需要将所有注水泵都停运，容易造成冻堵注水井和注水干线的生产安全事故。3柱塞泵高压阀座的改进过去每次高压阀座损坏时我们只是将高压阀座损坏的端面车削一层后继续使用，但是原泵头压盖与泵体之间的间隙只为5mm左右。由于每车削一次，端盖与泵体之间的间隙就会缩短2-3mm。这样一来，高压阀座在使用过程中车削一次或两次后就不能再使用了。如果继续车削后再次使用，泵头固定高压阀座的压盖不能将其压紧压牢，使其在液力端泵体内产生间隙，使高压水通过间隙漏失回低压端，并刺坏密封夹布胶圈和高压阀座，严重时将柱塞泵液力端

7、泵体刺坏而必须大修更换泵体。为了增加柱塞泵阀座的使用寿命，减少维护费用和生产安全事故的发生。通过对柱塞泵阀座密封面的测量和使用过程中损坏的原因分析，判断其损坏的原因是高压阀座与阀片的配合密封面过小，特别是由于管线使用年头过长，管壁结垢严重，微小的杂质或水垢脱落后极易损坏密封面，所以我通过对柱塞泵阀座密封面处增加一个辅助阀片（材质为55钢）的改进，使其替代阀座原有密封面，即在阀座与阀片之间增加安装辅助阀片，在辅助阀片密封面