赵敏
中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第三输油处 宁夏 银川 750000
摘要：本文首先分析了离心泵的工作原理，然后对油田离心泵的故障原因进行分析并针对故障原因提出相应的措施，希望能给相关研究人员的研究带来有益的思考。
关键词：油田离心泵 故障原因 维修策略
离心泵在现代石油化工行业的应用特别广泛，其具有性能可靠、运转稳定、流量均匀的特点，是一种结构简单、维修方便的设备。那么针对油田离心泵的故障处理需要注意哪些方面呢？
一、离心泵及其工作原理
离心泵主要由叶轮、轴、轴承、泵壳、轴封装置、密闭环五部分组成。离心泵是一种通过电能驱动的设备，一般都是由电机带动运转，在启动设备前泵体与吸入管会充满液体。而在泵内，叶轮以较高的速度旋转时，叶轮会带动叶片间的液体一起旋转，从而产生离心力。而泵内液体在离心力作用下，自叶轮的中心向边缘高速（15~25m/s）移动，随着液体速度不断增加，相应的动能也在不断增加，而当液体移动到泵壳的时候，因为蜗壳形泵内的流动通道逐渐增大，从而液体的流速不断变慢，一部分动能转化成对泵壳的静压能，而当液体移动到排出口的时候，会形成较高的压强并排出排出口。另外叶轮的中心部位因为液体被较强的离心力甩出，会在短时间处于真空状态，而在此时，液面的压强要比叶轮中心部位高很多，吸入管道里的液体因为较大的压强会被吸入泵内，而后被排出。因此，只要泵内叶轮持续转动，液体就会不断被吸入泵内，再从排出口内留出。这种泵是通过离心力的原理实现液体运输，所以被称为离心泵。
二、油田离心泵故障原因与维修策略
（一）离心泵启动故障
离心泵启动故障主要体现在五方面，分别是电源不正常、离心泵卡住、填料太实、排出阀异常、平衡水管管道不通畅。针对这些问题要具体问题具体分析。首先是离心泵的电源显示不正常导致的离心泵启动故障，技术人维修人员应当先对电源进行细致的检查，进而排除电源故障。对于离心泵卡住导致的启动故障，技术维修人员要仔细检查相关联轴器装置的具体情况，必要的话还要对离心泵进行解体维修。填料太实的情况，可以让专业技术人员进行放松处理。对于排出阀异常的情况，技术人员首先要进行全面检查，如果确实是排出阀没关导致的启动故障，就应当先关闭排除阀，然后再重新启动离心泵。技术人员在检查后发现确实是平衡水管管道不通畅导致的启动异常，技术人员按相关要求或规定做好平衡水管的管道疏通工作，从而确保运行中的离心泵液体输送工作可以正常有序开展[1]。
（二）离心泵工作功耗过高
离心泵经过长时间使用，难免会产生一些问题，而导致离心泵工作功耗过高的主要原因有：第一壳、叶轮、磨损环之间的摩擦过大。第二离心泵内液体的密度过大。第三填料压的过紧。第四离心泵的轴发生弯曲。第五，一些联轴器的对中不好。第六针对轴向力平衡设备的功能缺少。第七轴承受到损坏。针对这七方面原因，需要具体问题具体分析，采取适当措施解决问题。壳、叶轮、磨损环之间的摩擦过大的问题，可以使用润滑液来降低叶轮和壳、磨损环等部件的摩擦力，如果摩擦情况严重还需要更换相关部件。离心泵内液体的密度过大的问题，需要先检查泵内液体的密度，采取相应的方法降低液体密度。而填料放置的过于紧实的问题，只需要填料进行适当的松动或减少填料用量，以此确保不会再出现填料压的过紧的情况。离心泵的轴发生弯曲，需要对轴承进行科学的矫正。一些联轴器的对中不好的问题，只需要做好联轴器对中处理就好。轴向力平衡设备的功能缺少的问题，需要先检查平衡孔与注水管道的畅通情况进行检查和分析，如果不畅通再进行疏通工作或更换零部件。为了避免轴承受到损坏，有关人员应当定期对轴承展开保养与维修工作。
（三）流量不足
针对流量不足所导致的具体问题，检查人员应当具体问题具体分析。如果是系统静扬程增加，那么就要对液体的高度与系统相关压力进行全方位的检查。而如果是阻力损失增加的问题，就要先对管路、止逆阀的功能能否正常发挥进行细致的检查。其次壳体和叶轮相应耐磨环的磨损情况如果非常严重，维修人员应当及时进行维修或更换零部件。如果是其他位置发生漏液现象，此时还应对轴封情况进行系统的检查。最后是离心泵的叶轮如果出现受损、锈蚀或堵塞等情况，需要根据情况对叶轮采取维修、清洗或更换措施。
（四）离心泵工作时有异响、振动
首先是离心泵的振动频率低于转速40%的时候，就比较容易发生轴承间隙过大、轴瓦松动、内部杂质、油质不佳、轴承受损、润滑效果下降等问题。维修人员在进行维修前要先进行细致的检查，然后再采取科学合理的处理措施，比如调整轴承间距、去除油内杂质、替换新油等措施。离心泵的振动频率是转速60%~100%的时候，发生轴承密封间隙的过大或护圈松动、密封受损的概率非常大，轴承振动的相关判断如表1所示。在使用离心泵时，应当进行全面的密闭检查，通过调节或更换等处理措施，确保离心泵的密闭性。其次是离心泵的振动频率达到转速两倍的时候，发生壳体外部变形、轴承受损、联轴器装置松动、对中不齐等问题的可能性很大，技术维修人员可以先对故障部位进行全方面的检查，进而采取有效的处理方法处理问题。最后是离心泵的振动频率达到转速n倍的时候，很容易发生密封摩擦、压力脉动、中心错位、齿轮受损、支座和基础共振、机器共振等问题。对于这些问题，维修时应先进行科学的检查，通过合理的处理措施处理相应的问题，及时进行更换、调节、维修等工作。
表1 轴承振动标准（双振幅，mm）
转速 优 良 合格
1500r/min 0.03以下 0.05以下 0.07以下
3000r/min 0.02以下 0.025以下 0.05以下
≥5000r/min 0.01以下 0.025以下 0.05以下
（五）排液不畅通和排液后中断
出现排液不畅有多种原因，包括灌泵不够、转向错误、转速太低、滤网堵塞、吸液槽真空、吸上过高等问题。发生灌泵不够的情况可以通过重新灌泵的方法处理故障。而当发生油田离心泵转向错误问题的时候，维修人员应当仔细检查旋转的方向。另外，如果油田离心泵的转速处于低速度时，则要及时进行检查，而后采取相应的技术手段提升旋转速度。滤网如果出现堵塞的情况，会降低底阀的灵敏度，因此维修人员要仔细检查并清理滤网的异物。最后是吸液槽真空、吸上过高的问题。出现这两种情况，要仔细检查吸液槽，并通过相关技术或设备调整，降低吸上高度。除此之外，排液后出现中断现象也是导致油田离心泵故障的原因，排液后中断故障具体包括三方面，首先是吸入管路漏气，发生吸入管路漏气情况，维修人员要仔细检查吸入侧管道连接位置及填料密闭性情况，再采取相应的处理措施。而对于灌泵中吸入侧气体还未完全排净的情况，则应重新进行管泵。最后是吸入侧发生异物堵塞情况，要立即停止离心泵的运转，先清理异物，然后再重新启动离心泵。
（六）其他故障
轴承间隙过小、润滑不足、轴承的装配效果不好、冷却水断路、轴承受损或松动都会导致轴承发热情况的发生，通过检查如果是轴承间距过小导致轴承发热，应调节轴承的间隙。润滑不足包括润滑油量不足或润滑油的质量不好两种情况，增加润滑油使用量或者更换润滑度更高的润滑油[2]。而当出现轴承的装配效果不好的情况时，相关人员应根据有关规定，对轴承装配情况进行检查与分析，进而排除不符合相关规定的因素。发生冷却水断路的问题，可以通过检查及维修的方式解决问题。如果发生轴承受损或松动现象，情况如果不是太严重则进行维修，但如果情况严重则必须更换新的轴承。
三、油田离心泵的未来发展展望
当代社会是技术革新比较迅速的时代，技术发展的速度超过了以往任何时代，我们必须在现阶段油田离心泵技术的基础上，进行更深入、更全面的理论分析与和实验研究。具体做法为；（1）在长期对油田离心泵运行情况的监测技术基础上，强化对油田离心泵运行期间的信号提取技术，以及对所提取的运行信号进行深入分析，以此为理论研究的进一步发展提供可靠的第一手资料。（2）建议在有相关技术和设备条件下，应当选择精密程度较高的诊断系统来分析、诊断油田离心泵的的故障。（3）技术迁移应用是技术革新重要的方式，可以把常用的一些振动诊断方法尝试在其他转动设备上进行应用，例如大型汽轮机、压缩机等设备的故障诊断与趋势分析。（4）持续优化转动设备的故障诊断工作流程，最好的发挥出诊断设备在油田生产中的作用。
参考文献：
[1]雷滋栋,陈鑫.离心泵故障原因分析与维修策略[J].中国石油和化工标准与质量. 2019(09):23
[2]田程鹏.离心泵故障原因分析与维修策略[J].石化技术. 2018(09):94