石油钻井泥浆泵的维修方法.pdf

第 1 期 5 9一 石油钻井泥浆泵的维修方法 郭 虹 中国石油长庆油 田培训 中心 ， 陕西 西 安 7 1 O 0 21 [ 摘要]泥浆泵在石油钻井中具有重要的作用。文章首先阐述 了泥浆泵的工作原理，其次，对泥浆泵常见机械故障进行了 分析，最后对泥浆泵日常维修应注意的事项提出了建议。 [ 关键 词]石 油钻井；泥浆泵；维修； 方法 泥浆泵是石 油钻井 作业中泥浆循环系统 的关 键设备 。由于泥浆泵所输送 的泥浆含砂量多 、粘 度 大 、压 力 高 ， 且 具 有 一 定 的 腐 蚀 性 ，容 易 引起 缸 套 磨 损 失 效 。 因此 选 用 科 学 合 理 的维 修 方 法 ， 对延长泥浆泵 的使用寿命有着重要意义 。 1 泥浆泵 的工作原理 泥浆泵是石油钻井过程 中，向钻孔输送 泥浆 或水等冲洗液的机械 。它的作用是钻井时将泥浆 随着钻头的钻 进注入井 下，起着 冷却钻 头、清洗 钻具、固着井 壁、驱动钻进 ，并将 打钻 后的岩屑 带回地 面的作用 。在 常用 的正循环 钻探 中，泥浆 泵将地表冲洗介质一清水 、泥浆或聚合物 冲洗液 在一定的压力 下，经过 高压 软管、水龙头及钻杆 柱 中心孔直送钻头 的底端 ，以达到冷却钻头 、将 切 削下来 的岩屑清 除并输送到地表 的 目的。常用 的泥 浆 泵 是 活 塞 式 或 柱 塞 式 的 ， 由动 力 机 带 动 泵 的曲轴 回转 ，曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞 在泵缸 中做往复运动。在 吸入和排 出阀的交替作 用下，实现压送与循环冲洗 的 目的。 2泥浆泵 常见故障分析 与维护 2 ． 1叶轮 与 口环 泥浆 泵叶轮的叶片大多 因为气蚀或吸入 固体 物 、金属杂质等受到损坏 。口环 又称密封环 的磨 损 一 般 是 因为 安 装 中穿 量 不 当造 成 ，也 有 因 叶轮 背 帽 松 动 而 造 成 的 。若 口环 磨 损 严 重 ，应 更 换 叶 轮若 口环磨损较轻 ，可进行修复。 2 ． 2平衡装置 平衡盘与平衡环磨损过多f 一般为超过2 mm 或 凸凹不平 时 ，先补焊或研磨泵壳上的凹槽 ，并在 平衡环与泵壳结合面处加1 块3 mm厚的聚 四氟乙烯 垫片。这样 ，既消除 了补焊后手工研 磨造成 的平 面板凹凸不平，垫片材 料又软硬适中 。磨损过多 时应更换新的平衡环和平衡盘 。 2 ． 3机 械 密封 机械密封有一对垂直 于旋转 轴线 的端面 ，该 端面 在流体压力及 补偿机械外弹力 的作用下 ，依 赖辅助密封 的配合 与另一端保持贴合 ，并相对滑 动 ，从而 防止流体 泄漏 。机械密封渗漏 的比例 占 全部维修泵渗漏 的5 0 ％以上，机械密封的运行好坏 直接 影响到泵 的正常运行 。机械密封渗漏会导致 泵转子轴 向窜动量 大，辅助 密封 与轴的过盈量增 大 ，动环不 能在轴 上灵活移动。在泵翻转 ，动、 静 环磨 损 后得 不 到补 偿位 移 。在 装配 机械 密 封 时 ，轴的轴 向窜动量应 当小于0 ． 1 mm ，辅助密封 与轴 的过盈量应适 中，在保证径 向密封的同时， 还要保证动环装配后能在轴上灵活移动 把动环压 向弹簧能 自由弹回来 。 2 ． 4泵 轴 泵 轴 是转 子 的核 心 零件 ，其 上装 有 叶 轮 、 轴套 ，在泵体 中高速旋转 。泵轴弯 曲、轴承座与 泵轴 的同轴度偏 差会造成叶轮、导 叶轮 、泵壳 、 密封环及轴套 的磨损，使泵 体振动加大 ，轴 向推 力也增大 ，平衡盘 与平衡座 发生摩擦 。只要泵轴 不产生裂纹和严 重的表 面磨损或弯 曲都可修复使 用 。轴 的弯 曲量不能超过0 ． 0 6 mm，大于该值时应 校直 ，用螺旋压力机不加热进行校直。 2 ． 5轴承 温度 造 成轴 承温 升 过 高而烧 坏 轴承 的因素 有 1 平衡鼓平衡轴 向力效果不好，残余轴 向 力过大引起轴承负荷过大。 2 润滑油不合格 ，油量不足或油腔 内有铁 屑等杂质进入轴承。 作者简介 郭虹 1 9 7 2 一，女，甘肃庆阳人，本科，钻井讲 师 ，从 事教 学培训工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 0 一 ■ 维修改造 石油与化工设备 2 0 1 0 年第 1 3 卷 3 泵轴承角度误差过大，使轴承负荷加大。 4 轴承 间隙不足或轴承 内外圈交叉定位 ， 造成 内外 圈错 位 ，使负 荷增 大 。 2 ． 6转子轴 向窜动量 当泵 装 配 完 毕 后 ，要 对 转 子 的整 体 窜 量 进 行 测量 。先不安装平衡盘 ，在安装平衡盘处装 一轴 套 并用 锁 紧 螺 母 将 其 和 各 级 转 子 一 起 锁 紧 为 一个 刚体 ，先 将 转 子 推 向吸 入 方 向 ，使 得 叶轮 与 泵 体 两者 的密封环靠近 ，用深度尺测 出轴肩 到泵 体某 一 平面的距离a 。然后将转子拉 向排 出侧 ，使得叶 轮 后 盖 靠近 导 叶 ， 测 量 此 时 的 距 离 为b，a b 即 为 泵 的 总 窜量 。测 量 出 总窜 量 后 ，将 其 与 泵 说 明 书 给 出 的窜量 值 进行 比较 ，如 果测 量 值大 于 给 出值 1 mm，则应更换磨损叶轮 。若轴 向窜动量大时，允 许 在 平衡 盘 与 平 衡 环 之 间加 一 表 面 光 洁 、 厚度 均 匀 的 调整垫 调整 。 2 ． 7联轴 器 间 隙 在泥浆泵运 转过程 中，随着平衡盘 的磨损 ， 转子会不断 向吸入 口侧移动，因此检修 时应对联 轴 器 的 间 隙进 行 适 当调 整 。考 虑 到泵 轴 受热 膨 胀 的影 响，根据检修相关标准规定 ，联轴器 的问隙 应 比其 规定 值大2 --3 mm。 3日常维修 注意事项 3 ． 1 开泵 前 首 先 应 避 免 频 繁 倒 泵 ， 在 开 泵 及 倒 泵 过 程 中 ，要 防 止 泵 的 汽 化 。 当 被 输 送 的 高 温 液 体 突 然 进 入 多 级 泵 冷 态 泵 体 时 ， 泵 体 的 温 度 会 发 生 很 大 变 化 ， 由 于 受 热 不 均 、 热 变 形 的 不 统 一 导 致 泵体 和转 子 部件变 形 ，而 耐磨 部件 问本 身只 有很 小 的缝 隙 ，从 而导致 不 正常 的接 触 。在这 种 情 况 下 ， 启 动 泵 时 流 量 不 足 ，会 造 成 平 衡 盘 与 平 衡 座 、 机 械 密 封 的 动 环 与 静 环 之 间 无 法 形 成 液 膜 而 发 生 摩 擦 损 伤 。 因 此 ， 当 泵 用 于 输 送 高温 液 体 时 ，在 启 动 之 前 须 充 分 暖 泵 ， 只 有 泵 体 温 度 达 到 一 致 时 才 能 启 动 泵 。 住 冷 念 下 紧 急 启动 多级泵是不允 许的 。 3 ． 2运行 中 靠平衡盘 、平衡鼓 等泵 内平衡机 构平衡轴 向 力 的泥浆泵 ，平衡装置 内有平衡液体流出，平衡 液 体 通 过 平 衡 管 接 至 泵 的 进 口端 。为保 证 泵 正 常 运行，必须注意 ①平衡管绝对不允许堵塞 ；②平 衡管 内发生结垢应及时清洗 、疏通；③平衡 管高 压侧需加装压力表 ，以监测平 衡管出 口压力 。在 多级泵运行中应 注意对泵 的温 升、振动 、声音等 的检查 。为保护泵 免受非正常损坏 ，必要时对泵 的轴 向力、温 升、振动等设置联锁 ，超过设定值 时 自动停 泵 。 3 3 停泵后 当 泥 浆 泵 较 长 时 间 停 止 工 作 时 ， 叶 轮 和 转 子的重量 使泵轴在 1 个方 向上受力 ，容 易造成轴 弯 曲。应 定期 盘泵 ，每 次按 同一 方 向将轴 转动 1 2 0 。 。对 备用 的泥浆 泵 ，如 出 口阀关 闭不严 ， 出 口管道 内的高温介质会倒流回泵 内，致使停转 的 泵轴上下部位受热不均 ，导致 泵轴弯 曲。因此备 用的泥 浆泵 也应 定期 盘泵 。 3 ． 4拆 装 与维修 在 装 配 泥 浆 泵 前 必 须 做 好 准 备 工 作 ，装 配 人 员 必须 熟悉 泵 的结 构 、 了解 装 配顺 序 和 装 配 方 法 ，准 备 好 装 配 所 需 要 的 工 具 、量 具等 。各 零 部 件要清洗干净 ，磨损件按要求 修理好 。之后对零 件 进行 预装 配性 检查 。 3 ． 5预装 配性 检 查 对 多级 泵 ，应 预 先 组装 转 予 部分 f 包括 叶轮 、 叶轮 挡 套或 叶 轮 轮毂 和 平 衡盘 等 ， 以检 查转 子 的 同心度 不大于0 ． 0 5 mm 、偏斜度和叶轮 出口之间 的距离 。将叶轮、叶轮挡套和平衡盘装于校正好 的泵轴上 ，用轴套锁紧后安装在车床顶尖或支承 在 v 形 铁 或轴 瓦 上 。 4结束语 使 泥 浆 泵 经 常 保 持 良好 的 状 态 ， 延 长 使 用 寿命 ，提高设备利用率 ，是设备管理者追求 的 目 标 ，同时也 是提 高企 业经 济效 益 的需要 。 ◆参考文献 [ 1 ]林元华 ，宗玉宇 ，梁政 ，施太 和 ，李润 方． 石 油钻井机 械钻速预测研究进展 ． 石 油钻探技术 ，2 0 0 4 ， o 1 ． [ 2 ]王少 豪． 在微 型机上 用逐 步 回归方法 求钻 速方程 Ⅲ ． 探 矿工程 岩 I 钻掘工程 ，2 0 0 6 ， 0 1 ． 【 3 ]杨雄 ，吴文秀 ，刘 昌明，俞笑蓉 ，蒋一新 ，水运震． 真 空扩 散焊接 的P Dc 钻 头的试验研究 l J J ． 汀、『 义 石油 学院学 报 ，2 0 0 5 ，f 0 3 ． [ 4 ]李丕训． 优选钻井参数的简单方法[ J ] ． 石油钻采工艺， 2 0 0 9 ， 0 6 ． 收藕￡ l2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m