注水泵用柱塞泵、离心泵的利弊分析及优缺点对比

　　注水是目前油气开采提高采收率应用最广泛的开发方式。随着油田开发进入中后期，尤其是深层油藏和低滲透油藏的开发，注水的作用更加明显，注水的工况也越来越复杂。油田注水水源多为采出水，即油井采出的含水原油(也称釆出液)经电脱水等工艺分离出来的含油污水。回注水具备的基本特征是含油、含悬浮颗粒含有机物及微生物和矿化度高等。但是由于油井所处区域、地层和采油工艺的不同，以及后期污水处理的方法不同，回注水的具体组成和性质也干差万别。

　　同时，不同油田或油层所需的注水压力也不同。根据注水压力的高低，注水可分为常规注水(小于25MPa)、高压注水(25MPa-32MPa)和超高压注水(32 MPa-50MPa)。恶劣的介质条件、逐渐升高的注水压力，以及对注水工艺运行安全稳定性的关注都对注水泵的选型提出了更高的要求。

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　　目前，各大油田注水工艺中正在广泛使用的高压注水泵型式主要有柱塞泵、多级离心泵。现在我们就注水泵用柱塞泵、离心泵的利弊分析及优缺点对比进行介绍。

　　注水泵用柱塞泵的利弊分析及优缺点

　　柱塞泵的优点：

　　1.高参数：泵的额定压力高、转速高、驱动功率大

　　2.效率高，容积效率约95%，总效率约90%

　　3.长寿命

　　4.方便变量和多种形式

　　5.单位功率重量轻

　　6.柱塞泵的主要部件均处于压力应力状态，材料强度得到充分利用。

　　柱塞泵的缺点：

　　1.结构复杂，零件数量多。

　　2.自我吸收能力差，

　　3.制造工艺要求高，成本高。

　　4.该油对污染敏感，对过滤精度要求高，使用维护要求高。

　　5.大流量波动和噪声

　　柱塞泵广泛应用于高压、大功率系统和需要调节流量的场合。适用于流量较小、压力较高的工况。但是，由于柱塞泵存在曲柄、连杆、活塞运动，其运动部件较多，磨损量很大，所以十分依赖于日常维修。根据标准规定及实际使用情况统计，易损件的使用寿命在1000小时以下。运行过程中需要频繁的停机更换部件，大修周期不超过12,000小时，尤其是在超高压工况下，故障频率更高。

　　柱塞泵在流量小于100m3h，压力高于10MPa时，有较高的效率和良好的运行性能，效率一般在80%以上。由于柱塞泵结构的局限性，随着压力的升高，所能实现的排量逐渐减小。目前主要通过增大柱塞的尺寸和增加柱塞的数量来提高流量。

　　随着压力和流量的提高，易损件的寿命缩短。在超高压工况下选用柱塞泵，需要对泵结构的合理性和选材提出特殊的要求。

　　建议在压力超过30MPa时，流量最好能控制在30m/h以内，一般可以获得较好的运行效果。

　　注水泵用离心泵的利弊分析及优缺点

　　离心泵的优点：

　　1.流量连续均匀，基本无脉冲现象，运行稳定，适用流量范围大。

　　2.高速，可直接与电机或汽轮机连接，结构简单紧凑，可串、多级连接，尺寸小，低成本。

　　3.对杂质不敏感，易损件少，维修方便

　　离心泵的缺点：

　　1.无自吸能力，启动时应充满液气结合。

　　2.不适用于小流量、大压头的输送，也不适用于高粘度的输送。

　　适用范围

　　运输腐蚀性或悬浮物，不适用于高粘度液体。一般来说，流量大，但扬程不高。

　　离心泵结构简单、易损件少，在设计及制造满足使用要求的情况下，可以长周期稳定运行。为适应较高注水压力的需要，注水用离心泵通常采用增加级数或提高转速的方式来提高扬程。因此，油田注水用多级离心泵可以分为普通多级离心泵和高转速多级离心泵两种型式。

多级泵具有结构简单，运行稳定，故障率低等优点，建议在流量大于60m3/h的注水工况下尽量选用多级离心泵。鉴于国产泵受原材料品质和加工制造水平的限制，需要对多级离心泵的转速和轴系的长度进行合理的控制。对于超高压小流量工况，建议可以采用双泵串联方案在高压注水泵前增加一个具有较宽工作范围的小功率增压泵，可以使高压注水泵在高效区工作。