三缸臥式柱塞泵的工作原理是由一臺電機(jī)帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，三副連桿和十字頭將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運(yùn)動，柱塞在缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，在進(jìn)、排液閥的配合作用下，吸入低壓液，排出高壓液。近年來，隨著地質(zhì)配注要求的變化，回流流量逐漸增大，電能的浪費(fèi)成為日益嚴(yán)重的問題。

一、改造前

改前平均每h的回流流量為8.6m3，即系統(tǒng)實(shí)際輸出的有效功率為55.2kW;而從控制柜上看，輸入電壓380V，電流180A，系統(tǒng)輸入功率為95kW。泵的系統(tǒng)效率約為90%，則系統(tǒng)的有功功率為0.90×95=85.5kW，可知：這其中用于打回流的功率為85.5-55.2=30.3kW。

二、改造方案

在油田注水中，注水泵的額定流量與地質(zhì)配注要求不一致的情況占絕大多數(shù)，由此帶來電能浪費(fèi)。如何對注水泵進(jìn)行節(jié)能改進(jìn)，有三種方案(1)安裝變頻控制柜，實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級調(diào)速，以調(diào)節(jié)泵排量;(2)減小電機(jī)皮帶輪直徑，降低曲軸轉(zhuǎn)速，減小注水量;(3)減小柱塞直徑，使柱塞單程排液體積減小，從而降低泵的排量。第一種方法投資太大(約16萬元)不可取。第二種方法調(diào)整量達(dá)不到要求，所以減小柱塞直徑是最佳的方法。為適應(yīng)配注量的變化，決定將理論流量調(diào)低至13m3/h，則此時的柱塞直徑為45mm。用此方法，部分零件尺寸應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。

改造后，注水量8.2m3/h;回流流量3.8m3/h。在假定泵的容積效率不變，電機(jī)的功率因數(shù)下降至0.70的情況下，可知：改造后，泵的輸出的有效功率為41.9kW;輸入功率為64.5kW。

三、效果分析

可見輸入功率比改前減小了30.5kW，以電價0.80元/kW/h計，1年按300天算，年節(jié)約電費(fèi)17.5萬元，而這次改造的總費(fèi)用僅為1.4萬元。