石油鉆井用泥漿泵的工作原理及日常維護探析

一、泥漿泵的工作原理

泥漿泵是在石油鉆井過程中，向鉆孔輸送泥漿或水等沖洗液的機械。是鉆井設(shè)備的重要組成部分，在石油鉆井過程中，泥漿泵將泥漿隨著鉆頭的鉆進注入井下，在此過程中，泥漿泵可以將鉆頭進行冷卻，對鉆具進行清洗，還可以將一些巖屑等廢棄物帶回至地面，起到清潔鉆井的作用。石油鉆井一般采用正循環(huán)鉆探，泥漿泵在一定壓力下，經(jīng)過水、高壓軟管及鉆桿柱中心孔，清水、泥漿或聚合物輸送至鉆井的底部。目前，常用的泥漿泵有活塞泵和柱塞泵兩種，其中活塞泵也叫電動往復(fù)泵，它的工作原理是靠活塞往復(fù)運動，使得泵腔工作容積發(fā)生周期變化，然后吸入和排出液體。由泵缸、活塞、進出水閥門、進出水管、連桿和傳動裝置組成，比較適用于高壓、小流量的鉆井作業(yè)。柱塞泵是液壓系統(tǒng)的重要裝置之一。它的工作原理是靠柱塞在缸體中往復(fù)運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油和壓油的過程。比較適用于高壓、大流量的鉆井作業(yè)。

二、泥漿泵的常見故障及維修措施

（一）聯(lián)軸器間隙故障

泥漿泵在運轉(zhuǎn)過程中，由于平衡盤受到磨損，轉(zhuǎn)子便向吸入口側(cè)方向移動，造成與聯(lián)軸器產(chǎn)生間隙。因此，要及時調(diào)整聯(lián)軸器的間隙，由于其會受到熱膨脹的影響，通常情況下，把聯(lián)軸器的間隙調(diào)整至比規(guī)定值大2-3mm即可。

（二）平衡裝置故障

如果平衡裝置中的平衡盤和平衡環(huán)被磨損，就會造成凹凸不平的情況，使平衡裝置出現(xiàn)故障。這時要先對裝置中的凹槽采取補焊處理，對泵殼進行研磨，并在平衡環(huán)與泵殼結(jié)合處加一塊厚度適宜、軟硬適中的塑料，彌補凹凸不平的缺陷。如果平衡環(huán)和平衡盤磨損嚴(yán)重則需更換。

（三）機械密封故障

由于機械密封不嚴(yán)實，發(fā)生泥漿泄漏，便會增大泵轉(zhuǎn)子軸的竄動量，增大輔助密封與軸的過盈量，動環(huán)無法在軸上靈活移動，泵在翻轉(zhuǎn)過程中，動環(huán)不能及時復(fù)位。近年來，機械密封滲漏的比例逐年升高，而機械密封的運行好壞與泵的正常運行密切相關(guān)。因此，在機械密封裝配過程中，軸的軸向竄動量不得大于0.1毫米，輔助密封與軸的過盈量要在規(guī)定的范圍內(nèi)，并確保動環(huán)的靈活移動。

（四）泵軸故障

泵軸在旋轉(zhuǎn)過程中會帶動軸套轉(zhuǎn)動，如果泵軸出現(xiàn)彎曲或軸承座與泵軸出現(xiàn)偏差就會造成泵殼、軸套、密封環(huán)等部件被磨損，加大泵體振動量，同時也會增大軸向推力，平衡盤與平衡座發(fā)生摩擦，設(shè)備出現(xiàn)故障。如果泵軸的裂紋、磨損及彎曲程度不嚴(yán)重，那么可以對泵軸進行修復(fù)處理。如果泵軸的彎曲程度大于0.06mm，應(yīng)該用螺旋壓力機及時校正泵軸，以防出現(xiàn)故障。

（五）軸承故障

軸承故障一方面是因溫度過高造成軸承被燒壞。還有以下幾點因素造成軸承故障：一是潤滑油質(zhì)量不達標(biāo)、油量提供不足或軸承內(nèi)進入金屬物質(zhì);二是泵軸與軸承的角度存在誤差，加大了軸承的負(fù)荷;三是軸承間隙不達標(biāo)或內(nèi)外圈交叉錯位，加大了軸承的負(fù)荷;四是過大的殘余軸向力增大了軸承負(fù)荷。

三、泥漿泵日常維護需注意的要點

（一）泥漿泵開泵前的準(zhǔn)備工作

泥漿泵在工作過程中，不應(yīng)該出現(xiàn)頻繁倒泵的情況，避免泵出現(xiàn)汽化現(xiàn)象。泵體的溫度會隨著泵的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，在旋轉(zhuǎn)過程中勢必會導(dǎo)致泵體和轉(zhuǎn)子部件受熱不均，出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，使部件之間在不正常接觸的情況下發(fā)生設(shè)備故障。同時還會因泵時流量不足，導(dǎo)致各部件出現(xiàn)摩擦損傷。因此，在啟動泥漿泵之前，要做好暖泵工作，在泵體受熱均勻的情況下再啟動泵。

（二）泥漿泵的運行過程

泥漿泵在運行過程中，平衡液體是通過平衡裝置輸送至井底，為了確保泥漿泵的正常運行需要注意以下三點事項：一是不允許出現(xiàn)平衡管被堵塞的情況;二是要及時清除掉平衡管內(nèi)的殘余物質(zhì)，確保其通暢;三是為了有效監(jiān)測平衡管出口的壓力，需要在高壓側(cè)裝一個壓力表。除此之外，還需注意多級泵同時運行的情況，要實時觀察泵的溫度變化及振動情況。避免泵受到磨損。

（三）泥漿泵停止運行

如果泥漿泵長時間處于不工作的狀態(tài)，泵軸在齒輪重量的影響下向一個方向受力，泵軸容易被其壓彎。因此，應(yīng)該定期對泵軸按同一方向進行旋轉(zhuǎn)。對于不工作的泥漿泵，必須確保出口閥關(guān)閉嚴(yán)實，以防管道內(nèi)部介質(zhì)倒流至泵內(nèi)，出現(xiàn)受熱不均或堵塞泵的情況。所以，定期檢查泥漿泵很有必要。

（四）對泥漿泵的拆裝與維修

在拆裝與維修泥漿泵之前，相關(guān)人員必須對泥漿泵的結(jié)構(gòu)、部件、拆裝順序及方法了如指掌，然后準(zhǔn)備好所需工具。如果有零部件臟、磨損的情況，要進行清洗和維修，確保泥漿泵在投入使用時能夠正常運行，對于磨損嚴(yán)重的部件要及時更換，并定期對泥漿泵進行檢測和維修，確保泥漿泵的完整，為提升工作效率和工作質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

總而言之，泥漿泵在石油鉆井過程中發(fā)揮著非常重要的作用，它是泥漿循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，也是石油鉆井順利進行的保障，因此，需要全面了解泥漿泵的工作原理，并做好日常維護工作，延長其使用壽命，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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