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油田注水泵节能降耗技术
主要应用的技术
节能油田注水泵的应用
由于注采出水过程中受水质腐蚀、含颗粒物等因素影响，造成注水泵液力端配件机械磨损严重、维修频繁，排量下降、泵机组效率低于节能监测限定值，普通分体式阀组无法适应注采出水要求，出现液力端主要配件使用寿命不足120小时，远低于设计寿命720小时的要求。
通过研究并引进节能液力端，该液力端采用“T”字型结构液力端结构，T型孔较十字孔能大幅度缓解工作腔内倒角及其附近的应力集中现象；螺旋导向复合密封锥形组合阀组，金属阀板锥面上结合非金属密封材料，改善了密封性能；阀芯导向翼从直线型过渡到带一定角度型，可使阀芯在上下运动时360°稍有转动，使阀结合面均匀磨损，自行修复，提高阀的寿命；柱塞自动调心技术、柱塞填料密封同步隔离技术、蓄能器的改进、改性密封组件等技术，延长液力端主要配件使用寿命达到2800小时以上，有效提高了注水泵泵效，降低了注水泵液力端维修频次。

注水泵是油田注水的主力设备，其特点是：压力高，数量多，便于维护，但维护工作量大。因此，如何减少注水泵的故障，保障注水泵的安全平稳运行，是设备管理人员面个亟待解决的课题。使用便携式振动数据采集仪对注水泵进行多年的监测诊断，探索和总结出注水泵常见故障的频谱特征。
一、测点布置及特征频率计算参数
1、测点布置
五缸注水泵是电动机驱动的。电动机前端盖采用短圆柱滚子轴承，后端采用球轴承。泵的曲轴两端采用圆锥滚子轴承，中间采用圆柱滚子轴承。电动机的测点主要选在两个轴承部位，每个测点采集水平和垂直两个方向的振动速度数据。另外，在电动机的前端盖处水平位置采集轴承的峰值能量 值，后端由于风扇罩子的阻隔，无法采集。泵体上在 3个轴承部位水平方向（即柱塞运动方向）采集速度和加速度值，如图 1所示。由于转速较低，一般选各测点的频率上限为 400HZ。为了便于区分胶带振动频率和曲轴振动频率，分辨率应0.5HZ。

二、油田注水泵常见故障的频谱特征
曲轴轴向窜动量过大
夏季气温高，电动机和泵也产生大量的热，导致泵的温度偏高。为此，采用曲轴两端圆锥滚子轴承轴向间隙的方法，以降低泵的发热量。若调整不当，过大的轴向间隙也产生很大的振动，振幅甚至超过11.2mm/s，表现在频谱上，主要是曲轴转速的4 倍频，即24.4hz。因此，在泵上测得主导频率24.4hz，并且振幅较大时，往往对应泵曲轴两端轴承轴向间隙过大的故障。这种故障出现多次，由于泵振动剧烈，与之连接的高压管线也随之振动，危害甚大。
如果在电动机和泵的频谱上，主导频率是胶带的振动频率，电动机的振幅在正常范围内，而泵的振幅过高，超过11.2mm/s。这种情况不是胶带轮的偏斜故障，而是大胶带轮轴向摆动引起的。
4、曲轴轴瓦间隙偏大
曲轴轴瓦磨损导致间隙，在频谱上主要出现曲轴转频的 3、4、5、6、7 倍频，有时3 倍频是主导频率，有时5倍频是主导频率，其它倍频分量的幅值一般较低。可以通过比较3个测点振幅及主导频率幅值确定哪个轴瓦间隙大。由于泵的质量大，振幅一般7.1mm/和11.2mm/s之间，不会太大。