石油鉆井用泥漿泵的工作原理及日常維護探析

賈振勇

摘要：泥漿泵在石油鉆井過程中發(fā)揮著非常重要的作用，隨著我國石油鉆井生產作業(yè)工序的復雜化，這就對鉆井泥漿泵的安全運行提出了更高要求，因此，只有深入分析泥漿泵的工作原理及泥漿泵常出現(xiàn)的機械故障，然后做好對其的日常維護工作，才能確保泥漿泵安全、穩(wěn)定的運行。

關鍵詞：石油鉆井;泥漿泵;工作原理;日常維護

泥漿泵在石油鉆井過程中起著非常重要的作用，它是泥漿循環(huán)系統(tǒng)的主要設備之一，在石油鉆井生產作業(yè)過程中，需要泥漿泵輸送一些含砂量多、粘度大、具有一定腐蝕性的泥漿，稍有不慎便會造成缸套被磨損，這就對泥漿泵的安全操作提出了更嚴格的要求，因此，只有全面掌握泥漿泵的工作原理和做好日常維護工作，才能延長泥漿泵的使用壽命，確保其安全運行。

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，經過水龍頭、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泵，它的工作原理是靠活塞往復運動，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)[1]。

二、泥漿泵的常見故障及維修措施

（一）聯(lián)軸器間隙故障

泥漿泵在運轉過程中，由于平衡盤受到磨損，轉子便向吸入口側方向移動，造成與聯(lián)軸器產生間隙。因此，要及時調整聯(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)和平衡盤磨損嚴重則需更換。

（三）機械密封故障

由于機械密封不嚴實，發(fā)生泥漿泄漏，便會增大泵轉子軸的竄動量，增大輔助密封與軸的過盈量，動環(huán)無法在軸上靈活移動，泵在翻轉過程中，動環(huán)不能及時復位。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。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，并確保動環(huán)的靈活移動。

（四）泵軸故障

泵軸在旋轉過程中會帶動軸套轉動，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，設備出現(xiàn)故障。如果泵軸的裂紋、磨損及彎曲程度不嚴重，那么可以對泵軸進行修復處理。如果泵軸的彎曲程度大于0.06mm，應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：一是潤滑油質量不達標、油量提供不足或軸承內進入金屬物質;二是泵軸與軸承的角度存在誤差，加大了軸承的負荷;三是軸承間隙不達標或內外圈交叉錯位，加大了軸承的負荷;四是過大的殘余軸向力增大了軸承負荷[2]。

三、泥漿泵日常維護需注意的要點

（一）泥漿泵開泵前的準備工作

泥漿泵在工作過程中，不應該出現(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而發(fā)生變化，在旋轉過程中勢必會導致泵體和轉子部件受熱不均，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)生設備故障。同時還會因泵時流量不足，導致各部件出現(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的殘余物質，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，應該定期對泵軸按同一方向進行旋轉。對于不工作的泥漿泵，必須確保出口閥關閉嚴實，以防管道內部介質倒流至泵內，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，相關人員必須對泥漿泵的結構、部件、拆裝順序及方法了如指掌，然后準備好所需工具。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量奠定基礎。

四、結束語

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)的經濟效益。

參考文獻：

[1]呂潔，武爭.淺談地質鉆探中泥漿泵的維護和保養(yǎng)[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016（01）：250.

[2]盧蘭天，何建春.石油鉆井泥漿泵的維修方法探討[J].中國石油和化工標準與質量，2013，33（12）：86.

[3]趙玉甫.石油鉆井用泥漿泵的工作原理及日常維護[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（16）：218.