需要進行修改以使顆粒堆積時的流動變平滑，降低施加在顆粒上的離心力并通過平衡孔改善顆粒沖洗。

如圖1所示，采出水輸送泵G-204將在高壓采油罐（HPPT）中分離出的采出水輸送到水油分離罐（WOSEP）中。?

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圖1：輸水泵位置和功能的過程示意圖

首次購買泵時，泵的數(shù)據表指示泵的介質屬性不得包含總懸浮固體（TSS）。運行后，泵的平均故障間隔時間很短（MTBF），發(fā)現(xiàn)采出水的介質特性中含有超過100毫克/升的TSS。?

輸水泵是懸臂泵設計。200馬力（hp）泵的總額定揚程為211英尺，流量為每分鐘2100加侖（gpm）。圖2顯示了泵的橫截面圖和規(guī)格。?

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圖像2：泵的橫截面圖顯示了吸入和排出的位置

技術討論

泵的平均無故障時間短的根本原因是在泵的后護罩處沙粒積聚和湍流。圖3顯示了檢修期間泵的后護罩狀況。?

砂粒被離心力壓到頂部后導流罩上，并磨損了砂粒積聚的環(huán)形區(qū)域。泵的橫截面圖（圖3）顯示了侵蝕和沙粒堆積的位置。

圖像3：在橫截面圖上注明了侵蝕點

設計修改

泵經過了設計修改，以克服意外的介質變化。設計修改集中在三個主要方面。

1. 首先是使顆粒堆積區(qū)域的流動變平滑。
2. 第二是降低施加在顆粒上的離心力。
3. 第三是通過平衡孔改善顆粒沖洗。 ?

為了實現(xiàn)上述三個方面，設計升級包括以下七個設計更改。

1.降低磨損環(huán)介質通道

F ＝ mw?²。[R

其中：
F =力
m =質量
w =轉速
r =半徑
公式1

圖片4：原始設計和升級之間的比較

泵磨損環(huán)相對于軸降低（圖4）。降低耐磨環(huán)將減小所產生的半徑，這是降低施加在沙粒上的離心力所必需的。?

2.增加葉輪背面的流量?

增加葉輪背面的流量將允許沖洗從葉輪背面積聚的沙粒。?

Q =ρ.Av

流量的增加是通過上述方程式實現(xiàn)的：增加間隙（A）將降低速度（v），因此，通過伯努利效應，介質的壓力將增加，從而產生克服離心力的阻力施加在粒子上的力。

3.增加葉輪背面的曲率半徑

葉輪后部的曲率半徑增加，以確保平穩(wěn)的層流并避免任何介質湍流的激發(fā)。圖像5顯示了曲率半徑一旦增加。?

圖像5：增加葉輪背面的曲率半徑

4.平衡孔修改

對平衡孔的設計修改包括增加平衡孔的尺寸并向上增加其位置（圖6）。這種修改使得易于進行累積的顆粒沖洗。這是在確認推力計算后完成的，推力計算顯示出推力的提高和降低了5％。?

圖片6：修改以平衡孔

5.磨損環(huán)間隙增加

磨損環(huán)的間隙增加了，以引導更多的流動來沖洗積聚的沙子顆粒。游隙的增加還對降低軸向推力5％有影響。圖7顯示了磨損環(huán)間隙增加的位置。?

圖片7：磨損環(huán)間隙增加

6.帶有止推襯套的L形外殼蓋耐磨環(huán)

與較早的設計相比，L形的外殼蓋耐磨環(huán)/推力襯套設計（圖8）將減少在尖銳邊緣區(qū)域產生湍流激勵和顆粒堆積的機會。光滑，筆直的面對在該位置平滑流動具有很大的影響。?

圖像8：L形表殼蓋磨損環(huán)

7. HVOF涂料的應用

為了增加額外的防腐蝕層，在腐蝕點上添加了高速氧氣燃料（HVOF）涂層。圖9顯示了HVOF涂層區(qū)域。一旦對一臺泵進行了這些設計修改，就可以將其重新投入運行，并在大約24個月后運行，未發(fā)現(xiàn)任何過程或機械異常。還對泵的內部進行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕點，也沒有發(fā)現(xiàn)其處于健康狀態(tài)。設計修改成功使泵與新的介質特性兼容。

圖像9：HVOF涂層位置