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柱塞式注水泵管線振動治理措施研究

文檔作者：涂金強1		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年04月13日
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第35 卷第6 期（2016.06） 行業(yè)論壇
油氣田地面工程http://www.yqtdmgc.com
柱塞式注水泵管線振動治理措施研究
涂金強1
摘要：柱塞式注水泵具有泵效高、能耗低的特點，廣泛用于各油田（區(qū)塊） 注水系統(tǒng)
中，在應用過程中出現(xiàn)了泵房內(nèi)管線振動較大的問題，陸續(xù)采取管線埋地加支墩、降
低來水壓力以及安裝避振喉等措施，雖然在一定程度上緩解了振動，但振動問題仍然
突出。在治理研究中，通過振動測試與流固耦合模擬相結(jié)合的柱塞泵管線振動治理技
術(shù)，可測試并掌控整個系統(tǒng)的振動狀態(tài)，找出振動發(fā)生的位置；通過分析產(chǎn)生振動的
頻段及能量集中情況，判斷振動的原因；以流固耦合方法對出現(xiàn)振動的管線進行數(shù)值
建模及模態(tài)分析，得出改善振動狀態(tài)的措施，并在實際應用中取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞：柱塞泵；管線振動；機理；流固耦合模擬；運行時率
Doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2016.6.002
Study on Vibration Treatment Measure of Plunger Water Injection Pump Pipeline
Tu Jinqiang
Abstract：Plunger water injection pumps have the features with high efficiency and low energy
consumption， and are widely used in water injection system in most oilfields （blocks）．
Somemeassures such as taking buried with buttress， decreasing the pressure of the inflow and
taking istallation to avoid vibration throat alleviate the vibration to a certain extent， but the
problem of vibration is still outstanding． In this paper， vibration testing and fluid solid coupling
simulationcan test were used combined to control the vibration state of the whole system
and identify the location of the vibration， as well as determine the cause of vibration by analyzing
the frequency and energy concentration of the vibration．Through numerical modeling
and modal analysis of the pipeline with fluid solid coupling method， We can get measures to
improve the vibration state，and it has obtained good results．
Key words： plunger pump； pipeline vibration； mechanism； fluid solid coupling simulation；
running time rate
高壓柱塞泵具有泵效高、能耗低的特點，廣泛
用于各油田注水系統(tǒng)中[1]。大慶油田采油九廠龍二
轉(zhuǎn)注水站建于2007 年， 高壓柱塞泵運行期間多次
由于振動出現(xiàn)進出口管線焊口開裂、管網(wǎng)段滲漏、
局部元件松脫、閥門或儀表失效等現(xiàn)象，存在著很
大的安全隱患，影響注水系統(tǒng)的平穩(wěn)運行[2]。陸續(xù)
采取了管線埋地、加設管線支墩、降低供液壓力等
措施，起到一定的減振作用，但無法確定原因，不
能從根本上解決振動問題。
1 振動原因分析
1.1 振動測試
分別對柱塞泵、機座、入口管線、出口管線和
核心原件等進行了不同運行狀態(tài)下的振動測試和不
同頻率下的振動測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：機泵開啟和停機
狀態(tài)對系統(tǒng)管網(wǎng)振動的影響不大， 無異常振動產(chǎn)
生；頻率從28 Hz 變化至32 Hz 再變化至35 Hz 時，
振動烈度逐漸增強。
得出的結(jié)論是：
（1） 動力端振動穩(wěn)定，液力端振動較為強烈，
主要受到腔內(nèi)液體影響。
（2） 管線水平方向振動較為強烈。
（3） 造成柱塞泵振動的主要原因為振動頻率中
的高頻成分。該成分由注入介質(zhì)流動狀態(tài)引起，初
步判斷管道上的轉(zhuǎn)折點、管線的變徑、管徑等是其
主要因素。
1大慶油田有限責任公司第九采油廠規(guī)劃設計研究所
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