油田进入开发后期,高压增注已成为重要的上产手段之一。电接点压力表作为高压增注泵上使用的安全检测仪器,存在着使用寿命短、报废频繁的缺陷,这无疑威胁高压机泵的安全运行,严重影响了油田开发注水工作,同时还增加了生产成本。因此,探讨油田降低高压机泵电接点压力表故障,提高其使用寿命,具有重要的现实作用与意义。河南油田近年进行了一系列现场试验,取得了较好效果。
一、高压机泵电接点压力表报废因素分析
电接点压力表是安装在高压增注机泵后用于监测机泵压力值,当压力值超出预先控制压力时,电接点压力表触点闭合将控制信号输送给电流继电器,电流继电器切断机泵运转,起到安全保护作用。影响电接点压力表使用寿命的因素有“人、机、料、法、环”等。影响弹簧管变形的主要因素有两个:一是增注泵本体振动大。现场测试情况是,增注泵为柱塞泵,工作原理决定了其设备振动大,通过现场测试了5台泵,其振动级别为B级,因此该因素为要因;二是压力波动系数大。现场测试情况是,压力输出波动范围一般在1~4MPa,压力波动系数一般在3~7%,造成弹簧管伸缩频率过高,造成弹性元件弹性疲劳,因此该因素为要因。造成电接点压力表报废因素的分类统计。
弹簧管变形占累计频率的84.4%,是影响电接点压力表使用寿命的主要因素,因此解决弹簧管变形的问题,可以而且能够达到提高高压机泵电接点压力表的使用寿命。
二、现场试验与分析
现场调查,在非机泵上使用的电接点压力表的使用寿命为390天。高压机泵经过现场技术革新和改造,将电接点压力表使用寿命提高到120天是完全可行的。我国国内通过加装缓冲器来提高压力表使用寿命的技术方法,从技术上可以进行借鉴的。针对增注压力高这种现状,现场调查的情况是,河南油田某采油厂增注压力在16~30MPa之间,造成弹簧管长期在高压下工作,这易造成弹性原件疲劳断裂。具体情况是:
设备本体震动大。其原因是,压力表直接安装在设备本体管道上,没有缓冲措施。对策是,减缓机泵本体的震动对电接点压力表的冲击。目标是,减缓机泵对压力表的震动影响,使进入电接点压力表内的介质有一定的缓冲效果。措施是,在电接点压力表和机泵之间安装缓冲器,以消除本体带来的震动。
介质压力波动频繁。其原因是,压力波动系数在1.2-1.8%。对策是,减缓工作介质对压力表弹簧管的脉动冲击。目标是,减少测量介质对电接点压力表的脉动冲击。措施是,在电接点压力表同机泵之间安装阻尼器,以使进入电接点压力表内的介质达到限量缓冲之效果。
将以上两项对策结合起来,分别做了压力缓冲罐式缓冲器和高压软管缓冲器实验。压力缓冲罐式缓冲器实验,通过对容积为1L的60MPa高压隔离罐进行技术改造,并在缓冲器同电接点压力表连接处安装了阻尼器,以减少介质对压力表的冲击,实验结果显示,减震效果较好,安装使用方便,成本较高。软管引出式缓冲实验,将60MPa的高压挠性金属软管焊接上高压接头,高压软管的内径为1cm,可以起到阻尼器的作用,实验结果显示,减震效果好,成本费用低,安装较烦琐。
三、结束语
1.现场试验表明,高压软管式的效果较好,建议以该方法为主要手段措施对高压机泵进行改造并推广应用,对不适合安装高压软管缓冲器的机泵建议安装缓冲罐式的缓冲器。为确保原油生产,必须采取相应措施并进行专题研究,以使电接点压力表的使用寿命应达到120天以上;
2.河南油田近年已完成了《电接点压力表缓冲器安装使用规范》的编制和教案的编制工作。对该油田某油矿高压机泵上电接点压力表使用故障率较高的5个基层队,36处电接点压力表进行了改造,共安装高压软管式缓冲器33处,安装缓冲罐缓冲器3处。经检查,使用地点的电接点压力表无一发生故障,平均使用寿命达到了132天,超过了原定120天的计划目标;
3.采用高压软管的成本为:高压管线1.5m(180元/m)+支架焊接、安装(60元)=240元,全厂工安装33套,价格为7920元;安装压力缓冲罐成本为:压力缓冲罐550元+阻尼器360元=910元全厂共安装9套,价格为2730元。合计支出10650元。仅2008年改造后的机泵没有发生因电接点压力表故障造成的机泵损坏,减少机泵修理费用15.3万元。同期少报废电接点压力表119块,直接节约电接点压力表支出35642元。直接经济效益:153000+35642-10650=177992元。因此经济效益是可观的。(作者单位:河南油田油建工程建设有限责任公司)