张楠
大庆油田第一采油厂第五油矿团委书记
摘要：注水泵是石油开采中不可或缺的重要机械设备，注水泵机组的运行状态直接关系到了石油开采的品质与效率。在注水泵机组的工作状态中，由于部分石油开采企业尚不能实现对注水泵机组工作状态的实时监测，导致一些故障没有被及时发现和解决，在注水泵机组故障诊断排查中存在着一定的滞后性，给石油开采工作带来了一定的阻碍。本文通过分析注水泵机组的状态监测与故障诊断策略，为相关工作的开展提供参考。
关键词：注水泵机组；状态监测；故障诊断
引言：注水泵机组在石油开采中主要承担着对油层进行注水以及压力控制的作用，注水泵机组的工作状态对于石油开采工作而言至关重要。目前石油开采中常用的注水泵机组主要可以分为高压离心式注水泵和高压柱塞泵机组两类。借助注水泵机组可以显著提高石油开采的效率和开采量，促进石油企业生产效益的提升。但是在注水泵机组运行过程中，由于状态监测力度不足，导致故障问题频发，针对注水泵机组的故障诊断及处理水平制约了石油开采工作的有效开展。因此，需要不断强化注水泵机组状态监测与故障诊断水平。
1注水泵机组的状态监测
1.1注水泵机组状态监测的原理
针对注水泵机组的状态监测主要通过对注水泵机组运行的各项信号和数据，了解注水泵机组的运行状态，并通过合理控制信号确保注水泵机组和各零部件的稳定运行。具体而言，注水泵机组运行中需要借助传感器将机组振动、温度、压力等的指标转换为电信号、声信号等量化的物理信号，通过对这些信号进行控制和处理对注水泵机组的运行状态进行有效监测。
目前，大部分石油开采企业针对注水泵机组状态监测的指标都包括了机组运行的振幅、频率、相位、转速、轴心位置等参数，监测的具体数据则包括了振动位移数据、振动速度及加速度数据等。
1.2注水泵机组状态监测点的选择及布点
注水泵机组的连接主要是利用滑动轴承对弹性联轴器和电机进行连接，并且需要将底座进行分离。在对注水泵机组进行状态监测时，监测点应当选择在注水泵高压端、低压端，或者注水本机组的驱动端、非驱动端。而布点的位置则应当在X负半轴、Y负半轴、Z负半轴，或者A处高压端负半轴、B处低压端负半轴、C处电机驱动端负半轴、D处电机非驱动端负半轴。
1.3注水泵机组状态监测标准的确定
在对注水泵机组进行状态监测时，需要严格遵循行业相关的规定，一般应当按照GB10889-89《泵的振动测量及评价方法》及《泵站等级评定标准》中的相关指标，对注水泵机组的运行状态进行有效监测[1]；同时，还需要按照相关规定同时开展注水泵机组的振动监测和位移监测，在监测过程中如果出现异常情况应当快速反应并有效进行解决。
1.4注水泵机组状态监测仪器的监测及诊断方法
在对注水泵机组进行仪器监测和诊断的过程中，需要定期对测振仪的运行指标进行调整，确保仪器良好的运行状态，在开展振动监测和位移监测时，应当利用NTK预测系统实现机组运行数据的有效采集，在后台对数据进行分析，根据频域幅值的情况把握注水泵机组运行的状态，对故障的位置进行快速定位和诊断。
2注水泵机组的故障诊断分析
2.1不平衡故障
不平衡故障是注水泵机组运行过程中比较常见的故障问题，不平衡故障容易导致注水泵机组旋转体轴心的周围出现不均匀现象，使机组旋转振动不同步，从而引起注水泵机组运行的故障。一般而言，导致注水泵机组不平衡故障的主要原因是由于旋转质量分布的不均匀，或是在旋转的过程中离心力不均匀，从而使得注水泵机组的振动出现失衡，产生较大的噪声。在注水泵机组的不平衡故障中，由于机组的振动幅度较大，基频高峰比较稳定，振动中一般会形成比较均匀的周期波形。
2.2电磁振动故障
在注水泵机组运行中产生电磁振动故障的主要原因是由于旋转过程中的机械或电磁干扰，使得注水泵机组发生振动，从而引发故障。一般而言，在注水泵机组发生电磁振动时所产生的周期信号呈现不稳定的状态。
2.3机械松动故障
在注水泵机组运行中所产生的机械松动故障主要就是由于机械设备和零部件发生松动所引起的。机械松动故障会产生比较明显的振幅。一般而言，导致机械松动故障的主要原因就是注水泵机组在长期运行过程中支承系统配合面的缝隙不断增大，固定螺栓发生松动，或是注水泵机组在安装施工时存在质量问题。从注水泵机组状态监测的角度而言，机械松动故障的振幅较大，倍频成分较高，波形一般呈现出不稳定的状态。
2.4不对中故障
引发注水泵机组不对中故障的主要原因是联轴器在连接的过程当中其中心连接位置的重合度不佳所导致的故障。注水泵机组的不对中故障会造成注水泵出现径向或轴向的振动。注水泵机组的安装操作不当、部应力消除不彻底、管道附件安装质量不佳等都是造成不对中故障的原因。从注水泵机组状态监测角度而言，不对中故障在监测时一般呈现出比较稳定的周期性波形。
2.5基础松动故障
注水泵机组在运行中如果出现基础松动故障，可能导致注水泵使用中旋转不均匀或无法旋转的现象，从而引起较大的噪声，同时也会对注水泵的部件产生较大的磨损。注水泵机组在发生基础松动故障时，一般会伴随比较明显的垂直振动，基频成分比较稳定，并呈现出比较稳定的周期性信号。
结论：
注水泵机组是石油开采中的重要设备，对于石油开采的效率和开采量影响较大。注水泵机组的运行故障会严重影响石油开采工作的有效开展，因此需要对注水泵机组进行状态监测，在进行状态监测与故障诊断过程中，需要全面把控注水泵机组运行的各项指标和参数，针对异常振动应当进行有效分析，必要时采取停机检查的方法，以免对注水泵机组产生更为严重的损坏。
参考文献：
[1]马志图.注水泵的状态监测与故障诊断探讨[J].科技创新与应用,2014(09):65.
作者简介：张楠，男，1990年6月30日出生，汉族，黑龙江省讷河市，毕业于东北石油大学油气储运工程专业，助理工程师，现在大庆油田第一采油厂第五油矿任团委书记。