更换柱塞密封填料专用工具的研制与应用

【摘要】 针对现有柱塞泵因无更换柱塞密封填料专用工具,造成更换填料所需时间长45分钟/次左右,填料使用周期短40天左右及工作中安全系数低的问题,研制了柱塞泵更换密封填料专用工具。该工具结构简单、使用方便,能大大减少更换填料时间,延长填料使用周期,提高工作中的安全系数。现场使用证明,该工具具有一定的推广价值。

【关键词】 柱塞泵;密封;填料;工具;研制

随着聚合物驱三次采油技术在河南油田的推广与应用,往复式柱塞泵作为注聚泵,目前在采油生产单位已广泛的得到应用。该类型泵在长时间的往复运行过程中,不可避免地要对柱塞密封填料造成磨损,产生漏失。这样为了保证注聚泵的正常运行,减少损失,就需要更换柱塞密封填料。更换密封填料是注聚泵注入过程中经常出现的情况。

一、注聚泵型号及更换填料情况

1.注聚泵型号。目前,在河南油田双河油矿应用最广泛的注聚泵有:3DJ、3ZZ、3KD等系列,柱塞直径有φ29mm、φ30mm、φ35mm、φ40mm等,柱塞行程有:63mm、76mm、80mm等。

2.原更换填料情况。在运行过程中,常规更换柱塞密封填料时使用的工具为:起子、板手、榔头等。其操作方法如下:(1)停泵关闭进出口阀,并放空卸压。(2)盘泵使十字头连杆退至后始点。(3)松开填料压盖,并取下压套。(4)微量开启进口阀(放空阀门关闭),利用进口压力将隔环、填料、导向环从填料箱内取出。(5)更换填料后,按顺序装入导向环、填料、隔环(装填料时要一环一环安装),各环切口要相错120度。(6)安装压套、压盖。(7)关放空阀门,开井进出口阀门,启泵。整个操作过程,平均耗时45分钟/次,填料平均使用寿命只有40天左右。原因分析如下:(1)因无专用工具,操作费时费力,工作量大。泵填料盒的空间小,起子顶入填料的过程较为费力,尤其是当第一个填料装入后,使下一个填料的装入更加困难。(2)在用起子、板手装入时,容易损伤填料、柱塞。造成密封填料使用寿命短。(3)在用起子、板手、榔头等工具安装填料时,容易伤害工人,安全系数低。要解决以上问题,在无柱塞密封专用工具的条件下,是不可能解决的。研制了柱塞密封填料专用工具,经现场应用效果良好。

二、专用工具的结构及工作原理

1.柱塞专用工具的结构。新研制的柱塞专用工具主要有:手柄、加料套筒组成(见下图)。手柄用φ6mm钢筋加工而成,形状如家用剪刀。加料套筒是由半园钢管加工而成,钢管直径根据柱塞直径而定,其长度根据注聚泵柱塞行程而定,钢管壁厚在5～6mm。

2.专用工具的工作原理。专用工具采用剪刀的工作机理。操作时,手握工具可使工具开闭自如。添加密封填料时,维修人员在取出旧填料后,张开手柄,把专用工具放入填料与压套之间,合拢手柄,使钢管抱住柱塞,利用盘车产生的挤压力,把钢管向前推进,从而把环状填料推进填料箱内,使填料箱能让出一定的空间,然后张开手柄,装入下一个环状密封填料,重复前述操作,直到达到要求为止。

三、专用工具使用效果

该工具于2005年1月研制成功,在双河油田注聚站投入使用,效果良好,受到现场操作工人的认可。主要优点有以下几方面:(1)大大缩短了更换柱塞密封填料的时间,由原来的平均耗时45分钟/次,缩短为平均20分钟/次。(2)由于对柱塞及密封填料损伤小,延长了密封填料的使用周期,由原来的平均40天左右,延长到平均85天左右。(3)专用工具减少了操作时,工人用手直接接触柱塞及填料盒的几率,大大的提高了工人操作时的安全系数。(4)专用工具的使用,进一步保证了注聚工作的顺利进行。

参考文献

[1]万仁溥.采油工程手册(上、下册)[M].北京:石油工业出版社,2000