镇三增输油泵防结垢效果评价

党琳　白萍　杨红霞

摘要

随着油井含水不断上升，不同油层水型之间的不配伍性，使得集输系统结垢问题日益突出，结垢使得输油泵的运行能力降低，排量下降，大修除垢次数增加，过流配件的寿命缩短，检维修费用增加。本文主要介绍了镇三增输油泵防结垢技术试验情况及试验结果。

关键词：贝尔佐钠 ；防结垢；效果评价

1.前言

2013年初，针对项目部部分站库输油泵结垢严重，清垢频率高，给部分站库运行带来困难的现状，项目部及时对结垢极其严重的镇三增组织现场调研，了解输油泵运行相关运行参数、结垢周期、清垢方式以及垢样和垢质情况，对于近几年推广的防结垢技术进行了解和调研，结合项目部站库结垢特点，对其配件进行BELZONA防结垢涂层，经过两个多月的调研、准备和技术协商，2014年5月初，镇三增共计2台输油泵完成BELZONA防结垢涂层配件更换工作，目前该项目已完成。

2.油田结垢综述

2.1 油田结垢原因

油田结垢主要有两大原因：

（1）地层水中含有高浓度易结垢盐离子，在采油过程中，因压力、温度或水成分变化改变了原先的化学平衡而产垢，主要以碳酸钙垢为主，另外还混有碳酸镁，硫酸钙/镁等，我国陆上油田结垢大都由此引起。

（2）是两种或两种以上不相容的水混合在一起，结垢离子相互作用而生成垢，最常见的有硫酸钡垢和硫酸锶垢，特别是海上在油田注海水开发过程中，地层水常含有钡锶离子，而海水中含有大量的硫酸根离子，两者混合产生难溶的硫酸盐垢。

2.2 油田结垢类型

目前已发现水中能产生的垢大约有120余种，通常把腐蚀产物以及溶解度大、含量高、在一定条件下析出的盐也包括在垢内，根据垢的结合类型将油田生产过程中最常见的垢分为两大类：硫酸盐垢，碳酸盐垢。

2.3 国内外防垢技术研究现状

目前，国内外对油田垢的防治方法有很多种，主要分为物理方法、化学方法和工艺方法，在各种抑制和减缓结垢的方法中，传统的酸洗技术劳动强度大，对管柱和设备有损害，钡锶垢坚硬难溶，采用酸洗无效。而化学防垢剂防垢具有成本低、对钙垢和钡、锶垢均有效的优点，因而被国内外油田普遍采用。

3.BELZONA防结垢涂层技术

贝尔佐钠一种高分子材料。当设备因腐蚀、磨损、气蚀等原因造成影响使用，甚至报废时，贝尔佐钠材料可对其进行快速、可靠的修复，从而节省因更换大量零部件所需的资金，将该材料涂于设备表面，可解决设备的结垢、腐蚀、磨损等难题，是降低经营成本、提高生产效率以及综合效益的最佳途径。

4.镇三增结垢现状

镇三增站内有外输泵2台。该站日外输量约500 m3，由于无阻垢加药设施，致使两台外输泵结垢严重，平均结垢周期为2个月左右，结垢厚度为2-3mm，且叶轮、导叶等过流配件腐蚀破坏严重，每年须大修清垢5-6次，更换叶轮、导叶2-3次，增加了维修劳动强度和维修成本，严重影响了该站的正常运行。

5.现场试验情况

2014年5月1日，桐川作业区对镇三增2台外输泵进行了防结垢涂层改造，利用贝尔佐纳高分子材料对两台输油泵的4组叶轮、导叶进行防结垢涂层处理，改造后输油泵运行平稳。2014年10月23日因排量下降，对1号外输泵进行检修，拆泵后发现，该泵叶轮、导叶只有轻微结垢（厚度不足1mm，），表面光滑平整，无腐蚀破坏现象，平衡盘、平衡榖等未做防结垢涂层处理的部位结垢严重（厚度为2-3mm，），经除垢后，泵排量恢复正常。

6.综合评价

6.1延长设备结垢周期，降低设备维修费用

通过防结垢涂层处理，输油泵叶轮、导叶结垢周期延长了120天，改造前检修除垢必须采用火烧、机械敲击等方法，费时费力且不安全，改造后一个检修周期叶轮、导叶结垢厚度不足1mm，并且容易处理，同时改造前每年维修费用是改造后费用的4倍（1年内），通过改造后，1年可节约设备维修费用14000元。

6.2降低设备运行电流，节电效果明显

对离心泵叶轮和导叶进行防结垢涂层处理后，叶轮、导叶表面更加光滑，降低了输油时的水力损失，提高了泵的运行效率，降低了运行电流，节能效果明显。输油泵平均排量为25m3/h，电机平均运行电流由改造前37A降低至34A，均方耗电量降低了0.07 kwh/m3，年耗电量可减少12249.4 kwh，按照0.60元/kwh电价计算，全年预计可节约电费7350元。

6.3减少大修频次，降低安全操作风险

改造前频繁检泵拆卸除垢，势必增加了员工劳动强度，同时也提高了人身伤害几率。目前所使用的火烧、机械敲击等方法，容易造成烫伤、灼伤等伤害，同时频繁拆卸泵体，也易造成砸伤、碰伤等事故。

6.4综合经济效益对比

从维修费用和能耗费用方面考虑，将单台离心输油泵改造前后所发生费用进行对比，经计算，改造第一年可节约运行成本10750元，计算方法为：全年节约费用（元）=节约维修费用（14000元）+ 节约电费（7350元）- 改造成本（10600元）。经过贝尔佐钠防结垢涂层处理过后的叶轮、导叶厂家质保一年，如果一年以后，涂层仍未被破坏，其使用时间将更长，综合经济效益将更高。

6.5 存在的不足

不足之处是改造费用较高，单台泵的2组叶轮、导叶零件费用为3200元，防结垢涂层处理费用为7400元，1台输油泵完成改造共需10600元，是普通2组叶轮导叶费用（3200元）的3倍，一次性投入费用较高。

7.结论

6个月的试验表明，通过应用BELZONA防结垢涂层技术可以极大的延长输油泵的结垢周期；可以提高输油泵叶轮及导叶的抗腐蚀性和耐磨性，延长了过流配件的使用寿命，减少了输油泵的大修次数，降低了维修、操作人员的劳动强度，减少了输油泵的大修清垢费用；减少了泵运转过程中的水力损失，提高了泵的运行效率，具有良好的节能效果。该技术施工简单，效果明显，具有大范围推广应用的前景。

参考文献：

[1] 王世强，王笑菡，王勇.油田结垢及防垢动态评价方法的应用研究[J].中国海上油气（工程），1997，9（1）：39-53.