关于排除喂料泵非正常运行故障的探讨

王华(中石化中原油建工程有限公司项目管理中心,河南 濮阳 457000)

徐运梅(河南畅晟工程管理有限公司,河南 濮阳 457000)

1 绪论

红河油田具备致密性油藏特性，储层能量低，油井产量下降较快，为补充地层能量提高油井采收率，延长油井稳产期，华北局从中海油引进了采用CO2和泡沫液交替向井底加注驱油的新工艺，作为华北市场的第一口试验井，正是在这样的契机下，我公司承建了中石化华北分公司红河油田注CO2驱油试验工程红河156井，并于7月份正式投产，此试验工程的顺利投产标志着华北分公司在低渗透油藏CO2注采开发迈出了可喜的一步。

红河156井驱油试验工程是利用CO2与泡沫液交替向井底加注，从而达到驱油目的。试注对CO2加注量，加注时间有严格的规定，但在试运期间经常出现喂料泵无法正常工作，严重影响了试注数据采集及试注效果。

2 存在问题

CO2喂料泵故障现象主要为几点问题：

2.1 喂料泵经常出现空转现象，泵进出口压力始终一致，出口无流量显示；

2.2 喂料泵曾出现过电机过热现象；

2.3 由于喂料泵故障，导致全天24小时内有60%的时间无法正常试注。

3 原因分析

3.1 泵进口堵塞。通过拆开泵前管线、阀门，发现有冰堵现象，分析判断工艺管线试压后，吹扫干燥不彻底，管线中存有少量的水，当低温CO2通过时瞬间结冰，对管道造成冰堵，影响介质通过。

3.2 操作人员误操作。通过观察现场操作，操作过程有时启动较为顺利，有时无法启动。发现泵进出口阀门开启顺序、开度控制以及泵的启动时机，都能影响泵的运行状态。

3.3 设备、管线保冷效果不能满足生产运行要求。红河油田地处甘肃省镇原、泾川县境内，平均海拔1400米，属于大陆性干旱半干旱季风气候，夏季气温高，日照强，最高温度33.3℃。试运期间正值伏天，白天气温较高，通过查阅井场操作记录，对10次故障进行统计，发现有5次故障都在中午温度较高时发生，因此判定温度对故障率有一定影响，而液态CO2受温度、压力影响易产生气化现象，CO2气化加剧喂料泵产生汽缚现象，影响离心泵的运转。环境温度我们无法改变和控制，因此确定设备、管线保冷效果不佳。

3.4 工艺流程不当。结合现场流程是否按设计图纸施工，施工严格按图纸，发现CO2储罐底部本体出液管线有一个液袋弯管，喂料泵进口工艺管线设计有一个液袋弯管，这样在管线上形成了一个气袋弯管，使得气体在气袋弯中积聚，影响喂料泵的运行。

4 制定对策

4.1 拆除喂料泵进口管线上的液袋弯管。与设计、甲方沟通后，取消原设计的液袋弯管，拆除后重新焊接，并对焊口进行无损检测。

4.2 吹扫喂料泵进出口管线。拆开CO2储罐出口管线、泵入口法兰，用15m3空压机从CO2储罐出口法兰处向泵入口法兰吹扫，间隔10min，并用湿度探测仪检测出口湿度，直至湿度满足要求。

4.3 设备、管线保冷效果

①为避免保冷设备、管道在阳光下暴晒，建议甲方考虑安装工艺区钢结构罩棚（最初设计考虑有罩棚，但考虑节约成本，甲方暂缓安装）。

②管线保冷原设计为聚氨酯泡沫塑料40mm厚，外裹阻燃型防潮玛蹄脂，外保护层选用0.6mm乳白彩板。通过查阅资料，重新核算保冷层厚度。

保冷层厚度计算公式：X=λ（tf-ts）/aI（ts·ta）

λ:保温材料的导热系数 tf:介质温度 ts:绝热层表面露点温度 aI:外部传热系数 ta:环境温度 tf=-10℃ts=27.7

查阅饱和蒸汽表得：30℃时的饱和蒸汽压为31.824×0.85=27.05mmHg,在27.05mmHg下的饱和温度为27.02℃，因为在保冷ts约高于露点温度，ts取27.7

aI=7保温一般直接取10，保冷取7

带入公式得保冷层厚度为0.051m；

因此保冷层应不小于50mm。

考虑当地白天气温较高，与设计、甲方结合后，在CO2储罐至喂料泵管线原保冷层上增厚40mm。

4.4 操作失误。与现场操作人员结合，研究泵的运行曲线，反复试验重新制定一套操作流程。

通过分析研究离心泵的运行曲线，得到以下几个结论：扬程与流量成反比，轴功率与流量成正比，泵效开始随流量增大而增大，达到一最大值后，又随流量增加而下降，流量应选择控制在4.5m3/h时效率最高，在反复试验后，出口阀门开度控制在1/3时流量在4.5m3/h。

5 效果验证

通过以上对策实施后，喂料泵启动一次成功，并达到连续试注要求，检查喂料泵各项运行参数均符合要求。