侯建平

（大慶油田裝備制造集團(tuán)，黑龍江大慶 163411）

0 引言

隨著國家環(huán)保政策的不斷細(xì)化，油田施工作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境保護(hù)問題得到高度重視，因此需要大量真空吸污車及時(shí)對采油作業(yè)產(chǎn)生的污油污水進(jìn)行處理。近幾年冬季采油洗井作業(yè)日益增多，采油現(xiàn)場-10～-20 ℃的氣溫，使管線結(jié)冰嚴(yán)重，罐內(nèi)因污油凝固導(dǎo)致真空泵防溢裝置失靈，空氣攜帶水蒸氣或粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入真空泵污染潤滑油甚至燒泵，導(dǎo)致真空吸污車冬季吸污作業(yè)時(shí)真空度低、吸污效率慢，嚴(yán)重影響井隊(duì)生產(chǎn)作業(yè)。

1 吸污車抽真空系統(tǒng)組成及工作原理

真空吸污車抽真空系統(tǒng)主要由真空泵、水氣分離器、四通閥、一二級油氣分離器等裝置組成（圖1）。其中一級油氣分離器通過回油管對泵出的油氣進(jìn)行初步分離，然后回流到二級油氣分離器；二級油氣分離器對油氣進(jìn)行二次分離后，通過潤滑油管回到真空泵中繼續(xù)循環(huán)使用；真空泵動力通過二類底盤發(fā)動機(jī)變速器，經(jīng)取力器、傳動軸提供動力，通過轉(zhuǎn)動四通閥可以實(shí)現(xiàn)向罐內(nèi)打壓和抽真空的功能。

圖1 吸污車真空系統(tǒng)（箭頭為罐體抽真空氣流方向）

罐體抽真空氣流方向：罐體→四通閥→泵水氣分離器→真空泵→一級油氣分離器→二級油氣分離器→四通閥→外部大氣。

罐體壓力排放氣流方向：外部大氣→四通閥→泵水氣分離器→真空泵→一級油氣分離器→二級油氣分離器→四通閥→罐內(nèi)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 進(jìn)液管匯設(shè)計(jì)優(yōu)化

真空吸污車進(jìn)液管匯多數(shù)從罐體側(cè)面中心位置開孔，用彎頭傾斜進(jìn)入罐內(nèi)頂部，外部管線通過彎頭改成朝向車輛后端，內(nèi)部管線傾斜進(jìn)入罐體頂部，整個進(jìn)液管匯走向復(fù)雜，易積液。冬季作業(yè)天氣寒冷，進(jìn)液管匯殘存的液體結(jié)冰嚴(yán)重，因彎頭多、管線復(fù)雜，即使打開進(jìn)液閥門，管線內(nèi)的冰也排不出，嚴(yán)重影響吸污作業(yè)進(jìn)程，因此需要對進(jìn)液管匯進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少彎頭數(shù)量、合理布置管匯。

（1）方案1：進(jìn)液管匯在后封頭底部開孔，直接傾斜進(jìn)入罐內(nèi)頂部，管匯出口最大限度高于最高液位報(bào)警高度。進(jìn)液管匯改為一整根直管且?guī)в袃A斜角度，不僅安裝工藝簡便，且便于排放管匯內(nèi)存水結(jié)冰。

（2）方案2：進(jìn)液管匯從罐體頂部側(cè)面開孔入罐，管線傾斜朝向后下方安裝閥門和接頭，能有效防止罐內(nèi)污水倒流進(jìn)管匯內(nèi)，且彎頭少、管線不復(fù)雜，管線內(nèi)污水容易排放。

進(jìn)液管匯優(yōu)化改進(jìn)后，安裝工藝簡便，能有效降低進(jìn)液管線存水，即使冬季吸污車作業(yè)后進(jìn)液管線結(jié)冰也便于排出，不影響吸污作業(yè)。

2.2 真空泵防溢裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化

真空吸污車罐體頂部必須配有真空泵防溢裝置，多數(shù)配備普通防溢裝置，法蘭式安裝，內(nèi)部含有一個很輕的鋼制浮球，在重力作用下浮球會落在裝置底部，當(dāng)吸污作業(yè)罐內(nèi)液面逐漸升高達(dá)到防溢裝置時(shí)，浮球會跟隨液面上升，當(dāng)浮球到達(dá)裝置最高點(diǎn)堵住排氣孔，罐內(nèi)抽真空切斷，停止吸污作業(yè)，防止將罐內(nèi)污水吸入真空管匯和真空泵中。

但冬季吸污作業(yè)后，因天氣寒冷，污水排放后防溢裝置內(nèi)部浮球由于油污凝固粘在裝置內(nèi)壁上端，當(dāng)下次吸污作業(yè)時(shí)浮球會在氣流作用下被吸在裝置頂部，將抽真空出口封死，若真空泵繼續(xù)工作，只能將罐體外部管匯抽成負(fù)壓，無法實(shí)現(xiàn)吸污作業(yè)，會對真空泵和罐體外部真空管匯系統(tǒng)造成影響。由于防溢裝置安裝在罐體內(nèi)部不容易觀察，冬季吸污作業(yè)時(shí)需經(jīng)常提前拆卸查看并進(jìn)行清洗，每次至少拆卸12 套螺栓，為不影響作業(yè)，需對真空泵防溢裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

在原真空泵防溢裝置的基礎(chǔ)上改進(jìn)：在其頂部加裝一套浮球清洗裝置，配備一外接接頭直接與高壓熱水管線相連，定期對防溢裝置清洗；或者在裝置頂部安裝閥門和短接，開啟閥門后倒入熱水沖洗防溢浮球。真空泵防溢裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，可定期對浮球進(jìn)行加熱沖洗，避免頻繁拆卸裝置，大大減輕勞動強(qiáng)度。

2.3 真空泵入口前端增加過濾器

國產(chǎn)油封式真空泵潤滑系統(tǒng)與真空系統(tǒng)二者并不分離，導(dǎo)致真空泵對空氣質(zhì)量要求很高，泵本身配套的水氣分離器只是一個帶有浮球的玻璃容器，相當(dāng)于一個防溢閥，內(nèi)部含有起到單向閥作用的橡膠球防止泵反轉(zhuǎn)，當(dāng)水氣分離器中的污水累計(jì)到一定量時(shí)，浮球上升堵住氣口，防止污水進(jìn)入真空泵，但水氣分離器只能起到分離液態(tài)水，空氣中的水蒸汽和粉塵仍然會隨著氣流進(jìn)入真空泵內(nèi)。一旦空氣攜帶少量水蒸汽或粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入真空泵，這些雜質(zhì)就像研磨劑一樣加速泵腔內(nèi)零件的磨損，也會污染真空泵潤滑油使其乳化變質(zhì)影響潤滑效果，對泵旋片和泵腔造成磨損和損壞，堵塞油路，造成泵損壞甚至燒泵，影響真空度，降低吸污效率，且增加維修成本。因此，冬季吸污作業(yè)時(shí)尤其需要注意對空氣中水蒸汽和粉塵的過濾，不僅可以延長真空泵的使用壽命，也可保障生產(chǎn)進(jìn)程。

改進(jìn)方式是在真空泵防溢裝置與四通閥中間安裝一套汽水分離器。汽水分離器分為碳鋼和不銹鋼兩種材料，為了防止生銹選用不銹鋼汽水分離器。不銹鋼汽水分離器為擋板式結(jié)構(gòu)，按照壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，干燥度可達(dá)到98%。當(dāng)含有水蒸汽的空氣進(jìn)入汽水分離器時(shí)，以離心向下方式運(yùn)動，攜帶的水分和顆粒物由于速度降低而被分離出來；被分離出來的液體流入下部經(jīng)疏水閥排出，干燥清潔的空氣從分離器出口排出。汽水分離器必須安裝于水平管線上，排水口垂直向下，定期對疏水閥進(jìn)行放液，冬季選用防凍型疏水閥。

3 冬季保養(yǎng)

真空吸污車經(jīng)過對進(jìn)液管匯走向簡化、防溢裝置改進(jìn)、真空泵入口前端增加不銹鋼汽水分離器等一系列設(shè)計(jì)優(yōu)化后，吸污效率明顯提高，但冬季使用時(shí)也要注意保養(yǎng)，降低故障率，以免影響生產(chǎn)進(jìn)程。

（1）吸污作業(yè)前：提前觀察進(jìn)液管匯是否通暢，若管內(nèi)結(jié)冰應(yīng)及時(shí)排掉；冬季吸污作業(yè)時(shí)真空泵潤滑油換成防凍型，經(jīng)常觀察真空泵潤滑油使用情況，發(fā)現(xiàn)乳化變質(zhì)等現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行更換；定期對罐體頂部防溢裝置進(jìn)行加熱清洗，防止內(nèi)置浮球因油污粘在筒壁影響抽真空；不銹鋼汽水分離器底部選用防凍型疏水閥，并定期進(jìn)行放液。

（2）吸污停止后：先收集吸水膠管將其從污水中抽離并盤放到罐體平臺上，此時(shí)通過罐體內(nèi)部負(fù)壓將吸水膠管和進(jìn)液管匯中的殘留污水吸入罐內(nèi)，最后關(guān)閉進(jìn)水閥門，不僅減輕了吸水膠管重量，便于工人收集，減輕工作量，也防止管線存水因天氣寒冷結(jié)冰影響下次吸污作業(yè)。

（3）冬季清洗罐內(nèi)油污時(shí)，應(yīng)關(guān)閉真空管匯中四通閥前端的閥門，防止水蒸汽進(jìn)入真空泵和分離器。

4 結(jié)語

真空吸污車通過對進(jìn)液管匯、罐頂防溢裝置、真空泵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化后，冬季作業(yè)吸污效率明顯提高，維修成本大幅降低，并對用戶提出冬季保養(yǎng)注意事項(xiàng)，用戶好評率很高，同時(shí)也擴(kuò)大了產(chǎn)品知名度。