油田用往复式油泵、注水泵检测概述

油田用往复式油泵（如原油输送泵）和注水泵是油田生产系统中的核心设备，承担着原油增压外输和向地层高压注水以提高采收率的关键任务。这些设备通常工作在高压、高负荷、高腐蚀性的恶劣环境中，其运行状态直接关系到油田生产的连续性、安全性和经济效益。因此，建立科学、系统、定期的检测体系，对泵的性能状态、机械完整性、运行效率和潜在故障进行精准评估与监控至关重要。通过有效的检测，可以及时发现隐患，预防突发性故障，优化维护计划，延长设备使用寿命，保障油田生产的安全、稳定、高效运行。

一、 主要检测项目

针对油田用往复式油泵和注水泵，核心的检测项目通常包括：

1. 性能参数检测： * 流量（额定流量、实际流量） * 进出口压力（额定压力、工作压力、压差） * 泵效（容积效率、总效率） * 功率（输入功率、轴功率） * 转速（额定转速、实际转速） * 温度（轴承温度、润滑油温度、填料函温度、缸体温度）。

2. 机械状态与振动噪声检测： * 整体振动烈度（速度、加速度）测量与分析。 * 关键部位（如动力端轴承、十字头滑道、液力端阀箱）的振动频谱分析，识别不平衡、不对中、松动、轴承损伤、阀门冲击、气蚀等故障特征。 * 运行噪声监测与分析。

3. 泄漏检测： * 填料密封泄漏量监测。 * 阀组内漏与外漏检测（通过性能参数变化或专用检测判断）。 * 管线、法兰连接处泄漏检查。

4. 零部件磨损与间隙检测： * 十字头与滑道间隙。 * 连杆大小头瓦间隙。 * 柱塞/活塞与缸套间隙/磨损量。 * 阀组（阀片/阀球、阀座）的磨损、变形、腐蚀情况检查（通常需解体）。

5. 材料完整性检测（无损检测）： * 液力端（缸体、阀箱、吸入/排出集管、法兰）关键部位的壁厚测量（超声测厚）。 * 焊缝及高应力区域的表面裂纹检测（磁粉探伤、渗透探伤）。 * 内部缺陷检测（如缸体、阀箱的铸造缺陷、疲劳裂纹 - 超声探伤）。 * 腐蚀状况评估（宏观检查、壁厚减薄测量）。

6. 润滑油状态分析： * 油品理化指标（粘度、水分、酸值、污染度）。 * 油液磨粒分析（铁谱、光谱），判断内部磨损状态。

7. 对中检测： 电机与泵、或泵与变速箱之间的轴对中情况。

8. 基础及地脚螺栓检查： 基础沉降、松动情况。

二、 常用检测仪器

完成上述检测项目需要借助多种专业仪器：

1. 性能测试仪器： * 高精度压力表/压力变送器/压力传感器。 * 流量计（如超声波流量计、涡轮流量计）。 * 功率分析仪/电能表（测量输入功率）。 * 扭矩仪/转速仪（测量轴功率/转速）。 * 红外测温仪/热成像仪/热电偶（温度测量）。

2. 振动噪声分析仪器： * 便携式振动分析仪（含加速度传感器）。 * 声级计。

3. 无损检测（NDT）设备： * 超声波测厚仪。 * 超声波探伤仪（含各种角度探头）。 * 磁粉探伤仪（含磁轭、磁粉）。 * 渗透探伤剂（着色或荧光）。

4. 尺寸与间隙测量工具： * 内径/外径千分尺、卡尺。 * 塞尺。 * 深度尺。

5. 对中测量工具： * 激光对中仪（最常用）。 * 百分表及表架。

6. 润滑油分析设备： * 便携式油液分析仪（粘度计、水分仪等）。 * 实验室级油液光谱仪、铁谱仪、颗粒计数器。

7. 泄漏检测工具： 皂液检漏、红外检漏仪（气体）、流量对比法。

三、 主要检测方法

1. 在线监测与离线检测结合： * 在线监测： 安装固定传感器（振动、温度、压力、流量等），进行连续或周期性数据采集，用于状态预警和趋势分析。适用于关键设备。 * 离线检测： 定期（如月度、季度、年度）由专业人员携带便携设备进行巡检、测试和解体检查。是最主要的检测方式。

2. 振动分析： * 在泵体选定测点（动力端轴承、十字头、液力端阀箱等），用振动传感器采集振动信号（速度、加速度）。 * 通过时域波形、频谱图（FFT）、包络谱等分析手段，识别特征频率（如轴频、轴承故障频率、阀频、气蚀频率），判断故障类型和严重程度。

3. 性能测试： * 在稳定工况下，同时测量泵的入口压力、出口压力、流量、电机输入功率（或转速扭矩计算轴功率）。 * 计算扬程、轴功率、泵效率等，与设计值或历史数据对比，评估泵的健康状态和能耗水平。

4. 无损检测（NDT）： * 超声测厚： 对承压部件定期定点测量壁厚，监控腐蚀减薄。 * 超声探伤（UT）： 利用超声波探测内部缺陷（裂纹、夹渣、气孔等）和测量裂纹深度。 * 磁粉探伤（MT）： 适用于铁磁性材料表面及近表面裂纹检测（如缸体、阀箱外部）。 * 渗透探伤（PT）： 适用于各种材料表面开口缺陷检测（如阀座密封面裂纹）。

5. 油液分析： * 定期取样，进行理化指标测试和磨损金属元素分析、颗粒分析，评估油品质量和设备内部磨损状况。

6. 解体检查： * 在计划停机检修期间，对泵进行解体，直观检查各运动副（轴承、十字头/滑道、柱塞/缸套、阀组）的磨损、腐蚀、变形、损坏情况，测量关键间隙。这是最直接、最全面的检测评估方法。

四、 相关检测标准

油田用往复式泵的检测工作需遵循一系列国内外标准，确保检测的规范性、准确性和可比性：

1. 设计制造标准（作为基准参考）： * API 674: 《Reciprocating Positive Displacement Pumps for Petroleum, Petrochemical, and Natural Gas Industries》 (石油、石化和天然气工业用往复式容积泵) - 核心标准。 * GB/T 9234: 《石油、重化学和天然气工业用容积泵》 (等同采用ISO 13709 / API 674)。

2. 性能试验标准： * API 674 / GB/T 9234 中关于性能试验的章节。 * ISO 5198: 《离心泵、混流泵和轴流泵 - 水力性能试验 - 精度等级1级和2级》 (部分方法可参考用于往复泵流量测量)。 * GB/T 3216: 《回转动力泵 水力性能验收试验 1级、2级和3级》 (流量、压力测量方法可参考)。

3. 振动测量与评价标准： * ISO 10816-3: 《Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and