中國報告大廳網(wǎng)訊，2025年，全球海上油氣田無人值守站比例已突破65%，國產(chǎn)自吸泵在海洋平臺污水外輸環(huán)節(jié)的滲透率同步升至72%。然而，調(diào)試階段自吸泵因引水失敗導(dǎo)致的重復(fù)啟泵不足問題，仍使8%的機(jī)組無法達(dá)到“一次注水、多次聯(lián)鎖”的無人值守指標(biāo)。以下案例以10 m3/h、200 m揚程、1 m3引水罐的典型橇裝機(jī)組為樣本，還原故障邏輯，給出把故障率壓縮到2%以內(nèi)的經(jīng)濟(jì)型改造方案，為新一輪海上項目提供可復(fù)制模板。

  一、自吸泵“首次能啟、二次失效”根因：引水罐儲水被虹吸倒空

  《2025-2030年中國自吸泵行業(yè)發(fā)展趨勢及競爭策略研究報告》指出，機(jī)組第一次啟泵正常，停泵后引水罐液位卻迅速下降，導(dǎo)致第二次啟泵失敗。排查發(fā)現(xiàn)，罐內(nèi)進(jìn)氣端管線伸入過長，停泵瞬間罐頂積氣與開排槽之間形成200 mm高位差，觸發(fā)虹吸，把罐內(nèi)引用水倒吸回開排槽，10 min內(nèi)液位下降>150 mm，直接低于自吸泵再啟動臨界值。

  二、自吸泵“兩次即止”瓶頸：引水罐缺排氣通道，氣體累積擠占儲水空間

  把進(jìn)口管線截短80 mm后，虹吸減弱，機(jī)組可連續(xù)啟泵兩次，但第三次仍失敗。根本原因是引水罐無對外排氣口，每次抽吸進(jìn)水管線內(nèi)的空氣均滯留罐頂，占去0.02～0.04 m3有效容積;按10 m3/h排量計算，兩次啟泵累計引水時間已達(dá)6 min，罐內(nèi)儲水被氣體置換0.06 m3，第三次啟泵前剩余水量<0.04 m3，無法滿足0.05 m3的最低引水量。

  三、自吸泵多次啟泵極限推算：1 m3罐容對應(yīng)0.1 h累積引水時間

  把引水罐與進(jìn)水管線視為等溫封閉系統(tǒng)，P?V?=P?V?=P?V?=…=常數(shù)。設(shè)罐容1 m3，排量10 m3/h，則累積引水時間T=0.1 h(6 min)。當(dāng)單次引水需2～3 min時，理論極限啟泵次數(shù)為2次，與現(xiàn)場實測一致;若繼續(xù)增容，不經(jīng)濟(jì)且占用平臺空間。

  四、自吸泵排氣改造：在止回閥后引φ20 mm高壓回流管，3 s內(nèi)完成罐內(nèi)氣體置換

  自吸泵行業(yè)現(xiàn)狀分析指出，利用機(jī)組外輸時的200 m揚程背壓，從泵出口止回閥后引出一條φ20 mm不銹鋼管，接入罐頂并加裝電動針閥。停泵瞬間，聯(lián)鎖關(guān)閉罐進(jìn)口電動閘閥、開啟針閥，帶壓污水以0.8 MPa節(jié)流進(jìn)入罐頂，3 s即可把0.05 m3氣體頂出罐外;液位變送器檢測到設(shè)定高位后，立即關(guān)斷針閥并重新開啟進(jìn)口閘閥，罐內(nèi)儲水恢復(fù)至0.95 m3，滿足下一次啟泵需求。改造后，機(jī)組在24 h內(nèi)完成12次間歇啟停試驗，引水罐液位始終保持在0.9 m以上，實現(xiàn)“一次注水、連續(xù)啟泵”的無人值守目標(biāo)，故障率由8%降至2%以內(nèi)。

  總結(jié)

  海洋平臺污水外輸自吸泵的引水失敗，表面看是虹吸與氣體累積雙重作用，實質(zhì)是引水罐缺少主動排氣通道。通過在泵出口引入高壓回流這一低成本改動，1 m3罐容即可釋放0.1 h累積引水時間的全部潛力，讓10 m3/h、200 m揚程的自吸泵在無人值守模式下穩(wěn)定運行12次以上，為2025年海上油氣田大規(guī)模推廣自吸泵提供了可復(fù)制的“2%故障率”標(biāo)桿。

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