尼龙套在柱塞泵填料盒中的研究试验与应用

一、概述

针对大港油田深层注水压力高导致高压柱塞泵弹簧、铅垫、碳素盘根、柱塞、铜套损坏严重，影响深层注水系统压力平稳的实际问题，在研究试验基础上，实施了用聚甲醛材质取代柱塞泵原弹簧、铜套等配合盘根使用，通过现场在柱塞泵上的实施应用，减少了盘根频繁漏失维修的频率，延长了柱塞、填料盒填料的使用寿命目的，具有较好的推广和应用价值。

二、问题缘由及试验研究

大港油田深区注水主要为深层补充地层能量。油田深层地质条件比较复杂，地层压力高达30MPa以上，造成深区注水站柱塞泵出口压力长期处在33MPa以上状况工作，由于高压柱塞泵采用碳素纤维填料，抗冲击和耐磨性较差，使得该站柱塞泵在使用过程中弹簧、铅垫、碳素盘根、柱塞、铜套损坏严重，且损坏的弹簧还会造成再次伤害，弹簧端面会对柱塞表面镀层划伤，导致漏失严重。影响深层注水系统压力的平稳，造成注水井注水量下降，对应油井受效状况变差。因此，必须针对柱塞泵密封填料磨损机理开展研究分析，改善磨损状况，平稳注水系统压力。

在对柱塞泵盘根盒结构及柱塞泵高速运动中，盘根磨损的特点与规律，进行了分析、研究和摸索，我们发现其进液阀材料为聚甲醛材质，具有耐高压 、高强度、耐磨损、耐腐蚀的特点，使用寿命较长，不易损坏变形。于是，决定采用该材质放入填料盒中取代柱塞泵原铜套配合盘根，进行试验运用。

首先，对聚甲醛材料进行机加工，其尺寸为长50mm，为五个盘根厚，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。

加工完成后，我们在5ZB-12/42型Φ38柱塞泵第五组填料盒内进行试验，与其泵第四组填料使用40天情况进行同期对比。

措施取得了较好的效果，其主要表现在以下几个方面：

1.盘根用量为1︰3.5，盘根磨损周期1︰2。

2.材料摩擦系数对比

同等条件下，尼龙610材料对钢的摩擦系数为0.06～0.17，铜对钢的摩擦系数为0.8～1.2，钢对铜的摩擦系数为0.28～0.8。在高速运转中铜对钢的柱塞表面磨损高于尼龙610材质 7.05～13.3倍。

3.冲击能力对比

资料显示在同等环境下，尼龙610的冲击能力≥10Kj/m2，铜的冲击能力≥32 Kj/m2。

4.尼龙套在填料盒中占有4个盘根的体积，减少了填料盒中一次盘根的投入。

三、现场推广试验效果

我们在深一注水站的五台柱塞泵进行了推广性试验应用，全部采用尼龙套装入填料盒使用。下面是两种方法使用60天盘根消耗及柱塞磨损情况。

原铜套配合盘根消耗及柱塞磨损情况（60天）

聚甲醛套配合盘根消耗及柱塞磨损情况（60天）

措施效果对比表（60天）

效果评定：

经济分析：

1.每月减少三次启泵空运次数，一台110KW柱塞泵空运按20分钟计算，一月可节电185*1/3=62度，5台泵一年可节约电量3720度，折合3162元。

2.试验对比盘根用量：前/后=4/1，材料成本节约相当可观，而且盘根磨损周期在原来基础上延长了两倍。按盘根实际进价，1.28万元/10kg（含500个），每个盘根应为25.6元，柱塞泵在无尼龙套状况下，60天实际消耗盘根95个，价值2432元，平均每月1216元。使用尼龙套后60天实际消耗盘根24个，价值614.4元，平均每月307元。对比平均每月节约909元，全年节约1.0908万元，

3.柱塞使用周期平均延长了5个月，柱塞成本按120元/个计算，因维修周期延长了2倍（更换1次/年），一台泵可节省成本120*2*5=1200元.5台泵1200*5=6000元.

综合以上三方面的深一注水站年节能合人民币20000余元。为设备节能提供了保证。

效益分析：

1.维修效率明显提高了，维修一组只需要30分钟，使得维修时间大大缩短；

2.盘根使用周期的延长，维修频率大大降低；

3.聚甲醛填料套耐磨损不易损坏，避免了拆卸盘根盒更换盘根，大大降低了维修劳动强度；

4.提高了机泵运行时率，保证注水系统高效平稳注水，收益油井注水见效显著；

四、结束语

在柱塞泵高速运转过程中，聚甲醛填料套在填料盒中起到了一定的抗冲击和扶正作用，减缓了柱塞运转中对盘根的磨损，延长了填料盒中盘根的使用寿命，达到了节约成本的目的，提高了柱塞泵的运行时率，需进一步推广应用。

作者简介：黄艳萍，1969生，女。大港油田第一采油厂作业二区注水技师。