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在整个钻井作业中,一般施工时间最长,使用频率最多的就是泥浆泵,泥浆泵又号称为钻井中的心脏,可见它的作用不一般。同时,很多时候,钻井效率的高低也同泥浆泵有直接的关系。选择合适的泥浆泵型号显得尤为重要。今天小编带您来了解一下泥浆泵的一些知识。
钻井装备的三大作用分别为起升下降钻具、提供扭矩选装钻头和提供泥浆系统的循环,其中提供泥浆系统的循环的主要工作设备就是泥浆泵。泥浆泵通过外部动力带动主动轴旋转,带动曲轴齿轮旋转,通过曲柄连杆机械运动,使得十字头带动活塞杆、活塞或是柱塞的往复运动,形成泥浆液由低压腔进入到高压腔排出的过程。泥浆泵还有冷却钻头、循环泥浆、保护井壁、冲刷井底、驱动螺杆、破碎岩石等功能。
根据常用泥浆泵的用途,可以分为地质泥浆泵和石油泥浆泵两种,根据泥浆泵的结构可以分为单缸、双缸、三缸、五缸、七缸等泥浆泵,根据压力大小可以分为低压、中压、高压、超高压泥浆泵。根据驱动方式可以分为液压马达驱动、柴油机驱动和电动机驱动泥浆泵。
当今社会电驱动泥浆泵快速发展,从普通电动机驱动,到交流变频电动机驱动,到现在的直驱电驱动。
1.节能降耗。
泥浆泵选型往往大于实际需要,由泥浆泵特性可知,功率等于排量与压力的乘积,排量与泥浆泵冲次成正比。当泥浆泵冲次降低,排量降低,在同等压力情况下,相应的耗电功率等比降低;在压力低于额定压力下,耗电功率降低更为明显。按实际工况需要设置排量,能明显降低能耗。
2.运行稳定性。
取消了高故障的传动设备,电动机的转子采用稀土永磁材料,无需励磁,运行稳定可靠,可靠程度较异步电动机或直流电动机提升数个级别。
3.安全性。
采用专用变频驱动电机,拥有过压、过流、过载、欠载、输出接地及输出短路等多项保护功能,最大力度保护电机,避免电机烧毁,减少了泥浆泵因动力失效带来的停工损失。
4.更低的维护维修。
电动机直接驱动泥浆泵输入轴,取消了传统泵组的中间传动环节,结构更加紧凑,节省了维护传动部件时间,实现免维护。
5.更低的设备体积和重量。
取消了皮带、皮带轮、防护罩及其他相关设备,结构得以简化,泵组体积小、重量轻、便于搬运。6.更低的噪音和震动。
直驱式泥浆泵无皮带或链条传动,使泥浆泵震动及噪音大幅降低,极大地改善工人工作环境。
节能降耗:由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与冲次n的一次方成正比,压力H与冲次n的平方成正比,电动机的功率因数达0.93接近于1,配电方面完全不需要考虑无功补偿,能大大节约配电容量,降低线径,且电动机直接驱动泥浆泵输入轴,传动效率高,减少了能耗的损失。
常见泥浆泵的组成为
序号 | 数量 | 名 称 | 序号 | 数量 | 名 称 |
1 | 1 | 机架总成 | 13 | 1 | 盖板 |
2 | 1 | 曲轴总成 | 14 | 1 | 密封垫 |
3 | 1 | 小齿轮轴总成 | 15 | 2 | 指示牌 |
4 | 3 | 十字头总成 | 16 | 2 | 油位计总成 |
5 | 1 | 液力端总成 | 17 | 2 | 排泄盖 |
6 | 1 | 动力端润滑总成 | 18 | 2 | 密封垫圈 |
7 | 1 | 底座 | 19 | 2 | 十字头孔盖 |
8 | 1 | 喷淋泵总成 | 20 | 2 | 密封垫 |
9 | 密封垫圈 | 21 | 1 | 橡胶条 | |
10 | 1 | 空气过滤器 | 22 | 1 | 顶视孔盖 |
11 | 1 | 盖板总成 | 23 | 1 | 排油管汇 |
12 | 2 | 铭牌 | 24 | 1 | 顶视孔盖密封 |
泥浆泵的维护与保养
多年来,一直认为液力端是一个非损耗件,因为它不像其他零件全被液体冲刷“刺”坏。然而,在现今钻井设备的压力提高而使液力端的应力比较以前提高,而且当使用具有腐蚀性的泥浆就造成液力端的损坏。但是,经常的良好的保养将给予液力端零部件得到合理的使用寿命
一些主要维修事项分述如下:
⒈务使泵的排液侧的所有阀门,在泵工作以前是开着的。在阀门关闭情况下,泵体承受冲击应力将会造成疲劳裂纹的开始,就在那时不一定出现开裂裂纹,但小裂纹一出现可能就开始了“腐蚀疲劳破坏”的过程。
⒉不要在原动机(柴油机、电动机及传动装置)高速运转时将离合器挂合,因这样作将引起我们所不希望的冲击负荷,对动力端和液力端都不好。
⒊正确维护安全阀,以保证在超过调整的额定压力时能打开(此调整压力与缸套尺寸有关)。
⒋当发生严重的液力冲击时,不要长时间的使用泵。
正确和及时地对钻井泵进行维护保养,是保证钻井泵正常工作,延长使用寿命的必要措施,对于任何一个泵的使用,都应重视这一环节。
1.待油面稳定时检查动力端油位,至少每天检查一次,如果采用链条传动,还应检查链条箱的油位。
2.观察缸套与活塞工作情况。有少量泥浆随活塞拖带出来,是正常情况。如果发生刺漏情况时,及时换活塞并详细检查缸套内孔磨损情况,如磨损量较大时,缸套也应即时更换。
3.检查机架的缸套腔,若有大量泥浆、油污沉淀,应加以清理。
4.检查喷淋泵水箱,水量不足时应补充,水质污染时应更换,同时还须清理水箱。
5.检查空气包的充气压力,是否符合操作条件要求。
6.检查安全阀的可靠性,必要时应予以更换。
7.检查润滑油泵压力表的变化情况。如发现压力很小(低于0.035MPa)或无压力,应及时检查吸入和排出滤网有无堵塞现象。
8.每天把活塞杆卡箍松开,检查卡箍锥面及活塞杆、中间拉杆连接面处是否干净,并将活塞杆转动四分之一圈上紧。这样做的目的是使活塞的磨损面均匀分布,以延长活塞和缸套的使用寿命。
9.在上紧阀盖前,先在其丝扣表面涂润滑脂,且在每4小时时间内检查一次是否有松动现象出现。
10.经常观察阀盖密封、缸套密封(含耐磨盘与液缸间的密封)报警孔,如有泥浆排出,就应及时更换相应的密封圈。
1.每周拆卸阀盖一次,除去污泥,清洗干净。涂上二硫化钼复合钙基润滑脂。检查阀导向器的内套,如已有明显磨损(阀导向杆与导向器间的间隙超过3mm)应将其换掉。以免导向器失去正确引导阀体运动的作用,加速阀的磨损。
2.检查阀及阀座的使用情况,把磨损严重或刺坏了的阀体、阀胶皮、阀座换掉(更换阀座时应注意同时更换阀体),检查阀弹簧,把折断或丧失弹力的阀弹簧也应换掉。
3.检查活塞锁紧螺母,若遇腐蚀或损坏应换掉(因为一般上紧过三次以后的螺母,镶在其内的密封圈已失去锁紧能力)。
4.从排污法兰的丝堵处放一次水,直至见油为止。
5.检查并清洗润滑油泵管线中的滤网一次。
1.检查液力端的所有双头螺栓和螺母。例如液缸与机架连接的螺母,吸入管汇,排出管汇的连接螺栓、螺母等,如果出现松动,须按规定扭矩值上紧。
2.检查中间拉杆填料盒内的密封圈,若已磨损须更换,一般每三个月至少换一次,更换时应注意油封方位。
3.拆卸清洗排出管汇里的滤筒。
4.每六个月换掉动力端油池和十字头沉淀油槽内的脏油,并同时清理这些油槽。
1.检查十字头导板是否松动,十字头运转间隙是否符合规定要求,可在导板下加垫片来调整,也可将十字头旋转180°再进行使用(为了方便操作,这时可调换十字头的位置)。
2.推荐每隔两年或三年对整个泵进行一次全面检查。检查主轴承、连杆轴承、十字头轴承、输入轴轴承是否磨损或磨坏,若不能继续使用,则须换新的。
3.检查齿轮的磨损情况,若磨损严重,须将被动轴和主动轴同时调头安装,利用齿面未磨损的一面。
4.为了便于查阅,现将上述保养的检查点用表Ⅶ表示出来,请认真执行。
1.上中间拉杆与活塞杆的卡箍前,必须将配合的锥面擦干净。
2.换缸套时,必须将缸套密封圈一起换掉。
3.冬季停泵后,或临时停泵超过十天,必须将阀腔及缸套内的泥浆放尽并冲洗干净。
4.各检查窗孔应注意盖好,以防灰砂等混入润滑油内。
5.排出空气包只能充以氮气等惰性气体或空气。严禁充入易燃、易爆气体,如氧气、氢气等气体。
日常维护保养一览表
周期 | 序号 | 日 常 保 养 内 容 |
每天 | 1 | 停泵后检查油位,油位太低时应增加到需要的高度 |
每天 | 2 | 润滑油泵压力表读数是否正常,如压力太低应及时检查原因 |
每天 | 3 | 检查吸入空气包的压力是否正常 |
每天 | 4 | 喷淋泵水箱的冷却润滑液不足时应加满,变质时应更换 |
每天 | 5 | 检查缸套机架腔,有大量泥浆、油污沉淀时需清理 |
每天 | 6 | 缸盖每4小时检查一次是否松动,上紧时丝扣涂润滑脂 |
每天 | 7 | 观察活塞、缸套有无刺漏现象,严重时应更换 |
每天 | 8 | 每天松开活塞杆卡箍一次,将活塞杆转动四分之一圈后再上紧卡箍 |
每天 | 9 | 阀盖每4小时检查一次是否松动,上紧时丝扣涂润滑油 |
每天 | 10 | 检查安全阀是否可靠 |
每天 | 11 | 在停泵时检查排出空气包的预充压力是否正常 |
每天 | 12 | 观察报警孔,如有泥浆排出,就应及时更换相应的密封圈(共3处) |
每周 | 13 | 拆卸阀盖,除去泥污,涂上二硫化钼复合钙基润滑脂 |
每周 | 14 | 检查阀导向器的内套,如磨损超过要求,需更换 |
每周 | 15 | 检查吸入、排出阀体、阀座、阀胶皮,凡损坏者需更换 |
每周 | 16 | 检查活塞锁紧螺母是否腐蚀或损坏,若损坏需更换(一般用三次) |
每周 | 17 | 检查润滑系统滤网是否堵塞,若堵塞需清理 |
每周 | 18 | 旋下排污法兰上的丝堵,排放聚积在油池里的污物及水 |
每月 | 19 | 检查液力端各螺栓是否松退或损坏,如有应按规定上紧或更换 |
每月 | 20 | 检查盘根盒内的密封圈,若已磨损需更换,至少三个月更换一次 |
每月 | 21 | 检查排出管内的滤筒是否被泥浆等堵塞,若堵塞需清洗 |
每月 | 22 | 每六个月换掉动力端油池和十字头沉淀油槽内的脏油并清理 |
每年 | 23 | 检查十字表面磨损情况,必要时可将十字头旋转180°再使用 |
每年 | 24 | 检查导板是否松动,十字头间隙是否符合要求,否则须进行检查和调整 |
每年 | 25 | 检查小齿轮轴,曲轴齿面磨损情况,必要时调面使用 |
每年 | 26 | 检查小齿轮轴,曲轴总成各部是否完好,如有异常现象须采取措施 |
每年 | 27 | 检查动力端各轴承有无损坏现象,如损坏须更换 |
每年 | 28 | 检查后盖,曲轴端盖等处密封,如起不到良好的密封效果时应换掉 |
可能发生的故障和排除方法
钻井泵在运转时,如发生故障,应及时查出原因并予以排除。否则会损坏机件,影响钻井工作的正常进行。
故障 | 原因 | 排除方法 |
1.压力表的压力下降、排量减少或完全不排泥浆 | 1.上水管线密封不严密,使空气进入泵内 2.吸入滤网堵死 | 1.拧紧上水管线法兰螺栓或更换垫片。 2.停泵,清除吸入滤网杂物。 |
2.液体排出不均匀有忽大忽小的冲击,压力表指针摆动幅度大,止水管线发出呼呼声 | 1.一个活塞或一个阀磨损严重或者已经损坏 2.泵缸内进空气 | 1.更换已损坏活塞检查阀有无损坏及卡死现象。 2.检查上水管线及阀盖是否严密 |
3.缸套处有剧烈的敲击声 | 1.活塞螺母松动 2.缸套压盖松动 3.吸入不良,产生水击 | 1.拧紧活塞螺母 2.拧紧缸套压盖 3.检查吸入不良的原因 |
4.阀盖、缸盖、液缸及缸套密封处报警孔漏泥浆 | 1.阀盖、缸盖未上紧 2.密封圈损坏 | 1.上紧阀盖、缸盖 2.更换密封圈 |
5.排出空气包充不进气体或充气后很快泄漏 | 1.充气接头堵死 2.空气包内胶囊已破 3.针形阀密封不严 | 1.清除接头内的杂物 2.更换胶囊 3.修理或更换针形阀 |
6.柴油机负荷大 | 排出滤筒堵塞 | 拆下滤筒,清除杂物 |
7.动力端轴承、十字头等运动部位摩擦异常 | 1.油管或油孔堵死 2.润滑油太脏或变质 3.滚动轴承磨损或损坏 4.润滑油过多或过少 | 1.清理油管及油孔 2.更换新油 3.修理或更换轴承 4.使润滑油适量 |
8.动力端、轴承、十字头等处有异常响声 | 1.十字头导板已严重磨损 2.轴承磨损 3.导板松动 4.液力端有水击现象 | 1.调整间隙或更换已磨损的导板 2.更换轴承 3.上紧导板螺栓 4.改善吸入性能 |
注:除以上估计可能出现的故障之外。如发现其它异常现象时,因根据故障发生的地点仔细寻找原因,直到原因查明并进行排除后钻井泵方能正常运转。
1.钻井泵长期不使用时,应进行封存。
2.封存前应认真清除污物,将液力端各部放空,并用清水清洗擦拭干净。
3.排尽动力端齿轮箱底部的机油,清除底部的沉积污物。
4.所有轴承、十字头、齿轮、活塞杆、中间拉杆等零部件加工表面涂抹稠油。
5.液力端各零部件加工表面涂抹黄油。
6.吸入口及排出口均应用盲板盖住。
7.十字头孔端盖、后盖、视孔盖等应关闭严密。
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