动态密封技术的研发应用
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完成单位:中国石化胜利油田分公司桩西采油厂
登记编号:ZSCX-D4-J-2-302
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
成果主要完成人
项目概况
一、立项背景
做好设备管理,保障不渗不漏高效清洁生产是国家的要求,所有企业管理的基础,胜利油田桩西采油厂管理着890口油井,台运转设备2000余台,而且是连续生产单位,环境恶劣生产工艺复杂,做好运转设备的密封工作,是管理的重点,是企业管理提升的瓶颈。
按照专业化管理的要求和统一部署,采油厂将作业、维修等部分业务职能进行了分离,形成了以注、采、输管理为主业的生产运行模式,保障采油井口密封、集输泵类设备不渗不漏是生产管理的重点,是实现清洁生产的基础。
传统的盘根填料密封存在的不足:
一是盘根与轴或轴套的密封件的摩擦力,造成电机有效功率降低,消耗电能,有时甚至达到5%-10%的惊人比例。
二是盘根填料与密封件直接接触,且相对转动,造成轴与轴套等密封件的磨损,所以必须定期或不定期更换。
三是为了使盘根与轴或轴套等密封件间产生的摩擦热及时散掉,盘根密封必须保持一定量的泄漏,而且不易控制。
四是尺寸要求严格,造成库存量比较大。
五是使用寿命短,需定期进行更换。
因此,需研发一种新密封技术,提高设备密封效果,简化操作流程,提高工作效率 。
二、动态密封技术研发应用的核心内涵及及做法
(一)动态密封技术原理:采用“分割原理”将成型O盘根密封改为碎料填充密封,改盘根与密封件的静面接触密封为填充料随密封件变形的整体动态密封。该密封技术由专用注料工具+密封体+密封填料等三部分组成。
(二)动态密封各组成部分功能:
专用注料工具的功能:对动态密封填料加压并注入到密封体内。
动态密封体功能:保障密封填料不流失,达到密封介质的目的。
密封填料功能:具有耐压、耐磨和润滑的性能,自动填充空间形成密封。
(三)动态密封技术创新点:
一是突破了传统的密封理念。应用分割原理改成型密封盘根为颗粒状动态填充密封。
二是改变了传统的密封更换操作方式。由替换操作改为注入补充操作,简化操作流程,消减操作安全风险。
三是改盘根表层静态密封为填充料动态密封,密封填料随光杆的变形而变化,随时保障密封填料与密封体的紧密接触,消除偏磨、振动、不对中等造成的介质漏失,提升了密封效果。
三、动态密封技术的应用效益
(一)经济效益:
1、动态密封在离心泵应用经济效益
年降低运行和维护费用105.0万元;年节约电费396.9万元;成本加工发生费用:该装置单套成本2500元,加工一套可多年使用,发生成本2500*500=125.0万元
预算2年创效为:2*(105.0+396.9)-125.0=878.8万元。
2、动态密封在油井应用经济效益
年节约人工费用600万元;年增油创效1400万元;年避免停产故障费用200万元;年节约盘根成本费用1440万元;年节约电费5292.5万元;成本加工费用按照每套动态密封加工费用4500元共9000万元,预算两年创效8865万元。
3、动态密封在油田应用,计算两年创经济效益:878.8+8865=9743.8万元。
(二)社会效益:
1、改变了传统的密封理念。改静态面密封为动态整体密封,颗粒状的密封材料在密封函内随光杆运行自动找正,消除偏磨、振动造成的漏油;对高含水井的光杆自动形成润滑保护膜,减少了光杆的腐蚀,提高了密封效果。
2、用非成型的填料代替了成型的密封盘根,改停产更换盘根为不停产直接填充密封填料,避免了停产造成的油井故障。
3、提高了工作效率。将取出、加入的繁琐操作改为简单的旋转注入操作,消除操作过程中的风险隐患。先后获山东省设备成果一等奖,胜利油田质量成果一等奖。2019年2月12日“一种液压式填料密封函 ZL2018208666029.1 ”授权专利。
4、该密封填料可持续应用无需更换。采用废旧皮带、盘根作为密封填料,实现了废料利用,符合油田清洁生产需求。
5、研发了系列配套技术,完善了应用操作标准,为该密封技术的推广应用提供了技术保障。
四、推广前景
各种设备运行过程中都会用到密封技术,该技术的研发改变了传统的密封理念,用非成型的动态密封代替了成型密封密封,具有密封效果好,只加入填充不用更换的特点,应用前景广阔。