石油鉆井泥漿泵的維修方法分析

成 強

（大慶油田鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

對于泥漿泵的維護不僅需要在使用過程中對可能存在的故障加以了解，并掌握解決方法，同時在日常工作中需要做好維護保養(yǎng)，確保泥漿泵使用質(zhì)量。

1 泥漿泵分類

（1）按照缸數(shù)，泥漿泵可分為單缸泵、雙缸泵以及三缸泵。

（2）按照作用，泥漿泵可為單作用和雙作用兩種：單作用是指活塞進行一次往復(fù)，進行一次排出和吸入；雙作用為活塞將泵液缸分為兩個缸室，每個缸室內(nèi)均有排出閥和吸入閥，活塞進行一次往復(fù)則進行兩次排出和吸入。按照活塞形式分為柱塞泵和活塞泵。

（3）按照泵液缸的布置形式，泥漿泵可分為立式泵和臥式泵。

2 泥漿泵工作原理

泥漿泵屬于配置縱向鉆孔泥漿輸送活塞式往復(fù)泵，與常規(guī)往復(fù)泵的工作原理相似。其中，泥漿泵主要有動力端和液力端兩部分組成，動力端主要由連桿、曲柄、偏心軸組成，而液力端主要由吸入閥、排出閥、吸入管、活塞、泵缸組成。在石油行業(yè)中，進行鉆井作業(yè)時，鉆頭鉆進過程中需要泥漿隨鉆頭進入作用空間，在整個鉆進過程中泥漿泵發(fā)揮著重要作用。為確保鉆進施工的順利進行，需要泥漿泵在作業(yè)時對鉆頭進行冷卻、驅(qū)動鉆進以及清洗鉆機，同時將作業(yè)產(chǎn)生的巖體碎屑帶出作業(yè)井。在實際施工中，一般情況下通過正循環(huán)方式進行鉆探施工，保證足夠的壓力，充分應(yīng)用中心鉆、高壓軟管、水龍頭等設(shè)備。泥漿泵可以將沖洗液、泥漿輸送至鉆井前沿，實現(xiàn)破碎巖層、驅(qū)動鉆進、冷卻鉆頭作用，并將碎屑帶出，較為常用的泥漿泵為柱塞式泥漿泵和活塞式泥漿泵。在鉆進過程中，發(fā)動機提供足夠的動力，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，之后曲軸為柱塞或者活塞提供扭矩進行往復(fù)運行。在鉆進過程中排出閥和吸入閥交替打開與關(guān)閉，實現(xiàn)泥漿輸送與循環(huán)沖洗。

具體工作流程：發(fā)動力提供動力通過鏈輪或者皮帶輪帶動曲柄以及主動軸旋轉(zhuǎn)，曲柄由水平位置進行逆時針旋轉(zhuǎn)時，活塞移動到下至點，曲柄此時旋轉(zhuǎn)180°，此過程為吸入過程；之后活塞向左上止點運動，泵液缸內(nèi)液體壓力升高，關(guān)閉吸入閥，推開吸入閥，活塞擠出泵液，活塞移動至上止點液體全部排出，此過程為吸入過程。曲柄連續(xù)性旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)泵的排出和吸入[1]。

3 石油鉆井泥漿泵維修工作存在的問題

3.1 維護工作開展力度不足

在石油鉆井泥漿泵維護工作中存在的主要問題是維護工作不及時、固定維護開展不足等。由于受多種因素的影響，鉆井泥漿泵維護工作無法充分落實。在實際工作鉆井工作中，往往泥漿泵出現(xiàn)問題后才開展相應(yīng)的維護工作，這會影響鉆井施工的有序開展。因為維護工作開展力度不足，故障會對泥漿泵造成嚴重損壞，縮減其使用年限。一旦設(shè)備發(fā)生故障通常需要進行大規(guī)模的維護，增加維護成本，對石油企業(yè)的經(jīng)濟效益造成一定影響。另外，因為重視程度不高，沒有根據(jù)鉆井施工需求制定相應(yīng)的維護管理制度，導(dǎo)致泥漿泵維護工作的開展無章可循、無據(jù)可依，影響鉆井生產(chǎn)作業(yè)正常進行。

3.2 防護工作不到位

鉆井施工的環(huán)境較為復(fù)雜、惡劣，有腐蝕性氣體、粉塵大、濕度高等特點，因此在施工過程中需要做好泥漿泵的防潮、除銹、防塵、封存工作，否則將對泥漿泵造成嚴重的損壞與腐蝕。在施工過程中，維護工作獨立存在，即使用者不負責(zé)泥漿泵的維護工作、維護人員不負責(zé)泥漿泵改造更新，維護工作設(shè)置過于分散，這不僅會導(dǎo)致管理工作不能有效開展，還會使泥漿泵存在的技術(shù)問題、耗能問題、質(zhì)量問題以及費用問題無法進行統(tǒng)一劃分，導(dǎo)致泥漿泵頻繁出現(xiàn)故障，影響鉆井工作進展。

3.3 維護人員綜合素質(zhì)較差

現(xiàn)在部分石油企業(yè)過于注重經(jīng)濟效益的提升，而忽略了相關(guān)設(shè)備的維護管理，因為重視程度不足，對于維護人員的聘用只是對其學(xué)歷進行判斷、沒有進行技能水平審查。維護人員只能進行基本故障維護，出現(xiàn)比較復(fù)雜的問題時企業(yè)需要通過外包方式聘用企業(yè)外人員進行維護，增加設(shè)備維護管理費用。另外，企業(yè)沒有開展維護人員上崗前的培訓(xùn)工作，維護人員平均技能水平偏低。最后，高理論知識儲備、高技能水平維護人員稀缺，導(dǎo)致泥漿泵維護工作無法有效開展。

4 泥漿泵常見故障及維護方式

4.1 口環(huán)和葉輪

葉輪故障大部分是因為氣體腐蝕、固體吸入、金屬損壞等因素引起的，口環(huán)故障則多數(shù)是因為安裝穿量不當(dāng)導(dǎo)致的磨損損壞，葉輪背帽松動也可能導(dǎo)致口環(huán)損壞。口環(huán)和葉輪故障，往往通過更換的方式進行維護。

4.2 機械密封

機械密封的主要作用是避免液體漏出，機械密封損壞導(dǎo)致滲漏故障占全部泵滲漏情況50%，將會對泥漿泵運行產(chǎn)生直接影響，泵轉(zhuǎn)子將會出現(xiàn)較大的軸向竄動。安裝機械密封時，要確保軸向竄動控制在0.1 mm，輔助密封和周過盈量要適中，確保徑向密封的同時動環(huán)裝配能夠靈活移動。

4.3 泵軸

泵軸屬于轉(zhuǎn)子核心零件，上面裝有軸套、葉輪等，在泵體中高速旋轉(zhuǎn)。如果泵軸彎曲或泵軸與軸承座同軸度存在較大偏差，就會導(dǎo)致葉輪、密封環(huán)、泵殼、導(dǎo)葉輪出現(xiàn)嚴重磨損，同時泵體將會出現(xiàn)振動，增加軸向推力。如果泵殼未發(fā)生破裂且彎曲度大于0.06 mm，則可以通過螺旋壓力機進行校直恢復(fù)使用。一旦泵軸出現(xiàn)嚴重磨損，則可以通過補焊方式進行修復(fù)。

4.4 聯(lián)軸器間隙

泥漿泵在運行過程中，平衡盤不斷磨損，轉(zhuǎn)子將向吸入口方向位移，因此，在檢修泥漿泵時需要調(diào)整聯(lián)軸器間隙?？紤]到泵軸的熱脹冷縮問題，要確保聯(lián)軸器間隙比規(guī)定值大2～3 mm。

4.5 平衡裝置

當(dāng)平衡盤和平衡環(huán)磨損超過2 mm、表面凹凸不平時，則需要首先對泵殼凹槽進行補焊研磨，在平衡環(huán)和泵殼結(jié)合位置加3 mm厚聚四氟乙烯墊片，這樣能有效避免補焊之后手工研磨導(dǎo)致表面不平所引發(fā)的問題，同時墊片要選擇硬度適中的材料。如果磨損情況過于嚴重，則需要更換平衡盤和平衡環(huán)。

5 石油鉆井泥漿泵的維修方法

5.1 規(guī)范泥漿泵使用

在鉆井施工中泥漿泵能夠有效提升鉆進效率，降低孔內(nèi)事故發(fā)生概率，為實現(xiàn)泥漿泵的正常穩(wěn)定使用，需要端正工作態(tài)度，對泥漿泵進行認真維護管理。首先需要檢查泥漿泵的各個零件，確保隨泵工具以及防護罩齊全，一旦出現(xiàn)故障能及時找出故障發(fā)生部位，在第一時間開展維護工作。其次要確保泥漿泵的技術(shù)狀況和性能良好，各個零件無界響、無松曠、無沖擊、開關(guān)靈活，設(shè)備密封良好，安全閥可靠靈活。然后確保泵在額定功率內(nèi)運行，確保各個齒輪嚙合良好、軸承潤滑良好。最后，當(dāng)設(shè)備運行過程中外殼溫度低于50℃，在天氣炎熱情況下需要做好遮陽工作，并構(gòu)建維護檔案、做好泥漿泵的維護記錄。

在鉆井施工現(xiàn)場安裝泥漿泵時，需要確保安裝地面平整、堅實，并使用地腳螺栓固定，需要通過測線對中間軸、發(fā)動機檢查，觀察傳動皮帶的位置，檢查皮帶輪平行度。在使用前需要再次檢查泵各個零件、部件的緊固情況，例如，檢查十字頭和拉桿連接情況，十字頭套筒、滑套以及拉桿軸瓦配合度；檢查排出閥、吸入閥情況，觀察濾水器活閥狀態(tài)、進水孔通暢情況；檢查離合器，使用前確保曲軸箱內(nèi)、軸承加有足夠的潤滑油；檢查壓力表、三通水門、安全閥反應(yīng)靈敏度；檢查密封件密封情況，如果存在漏氣情況需要及時對部件進行更換，并對液壓油情況進行檢查；盤活皮帶輪，檢查裝配情況，對活塞的松緊度進行調(diào)整。在開泵前需要通過吸入閥向吸入室和吸水管內(nèi)引水，將離合器手柄置于皮帶輪中轉(zhuǎn)位置。開機時要觀察皮帶輪旋轉(zhuǎn)方向，確保旋轉(zhuǎn)方向與指示方向一致。如果出現(xiàn)皮帶輪反轉(zhuǎn)則可能是三相電接反，對三相電接線進行調(diào)整即可解決問題。

5.2 通過先進技術(shù)修復(fù)泥漿泵

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，堵漏技術(shù)、無電焊接技術(shù)、納米顆粒復(fù)合電刷鍍技術(shù)、高速電弧噴涂技術(shù)、納米固體潤滑干膜技術(shù)、劃傷快速填補技術(shù)、納米減摩與原位動態(tài)自修復(fù)技術(shù)、離子復(fù)合滲技術(shù)、結(jié)構(gòu)貼片修復(fù)技術(shù)、耐磨修補技術(shù)等逐漸應(yīng)用至泥漿泵維護工作中，先進技術(shù)的應(yīng)用對于實現(xiàn)泥漿泵維護信息化、智能化、自動化發(fā)展等有重要作用。

5.3 泥漿泵的保養(yǎng)

（1）需要檢查泥漿泵各個運動零件潤滑情況，曲軸箱需要定期換油、加油，在進行換油、加油時需要使用無雜質(zhì)潤滑油。

（2）使用泥漿泵時，需要確保運行過程中無異響，對泵密封松緊程度進行調(diào)整，不可存在泄漏情況。確保泥漿泵離合器處于正常運行狀態(tài)，不可將潤滑油滴落到離合盤上。在使用時需要確保濾水器沉浸儲水池沖洗液面下0.2 m，與池底距離保持在0.3 m，在濾水器上包裹過濾裝置，避免雜物吸入。

（3）需要定期清理泥漿泵，在清洗過程中避免將沖洗液沖洗至曲軸箱和其他零部件上。

（4）當(dāng)泥漿泵長時間停止使用時需要放出泵內(nèi)的油和水，徹底清理泵零件上的泥土，并在安全閥內(nèi)孔、頂套、缸套、栓塞桿、拉桿、十字頭上涂抹黃油[2]。

5.4 加強泥漿泵維護重視度

首先，石油企業(yè)需要加強重視，在提升企業(yè)經(jīng)濟效益的同時認識泥漿泵維護管理的重要性。定期開展泥漿泵維護工作能夠有效避免泥漿泵在使用過程中頻繁故障，降低故障發(fā)生概率，減少嚴重故障發(fā)生次數(shù)，確保鉆井施工順利開展的同時減少設(shè)備維護成本。

其次，企業(yè)需要對泥漿泵使用、維護工作進行整合，確保泥漿泵在使用過程中如果出現(xiàn)問題能夠及時進行故障處理。

最后，企業(yè)需要積極開展定期培訓(xùn)工作，邀請設(shè)備供應(yīng)商或者相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜仪巴S護部門進行培訓(xùn)工作，維護人員需要對日常工作中遇到的問題進行記錄，在培訓(xùn)講座中咨詢相關(guān)問題，不斷提升自身技能水平。另外，在人員聘用方面，企業(yè)不可單一要求其具備較高的文化水平，同時還要對其技能水平進行審查，確保其在泥漿泵維護工作中能從容應(yīng)對、規(guī)范操作。

6 總結(jié)

在石油鉆井施工中，因為施工環(huán)境惡劣，泥漿泵設(shè)備會出現(xiàn)不同程度的腐蝕問題，在長期的使用過程中難免出現(xiàn)故障或問題。因此，需要做好日常維護工作，對常見故障加以充分了解，當(dāng)故障發(fā)生時能夠及時采取相應(yīng)措施加以解決。石油企業(yè)需要加強人員的培訓(xùn)工作，提升人員的維護技能，為鉆井工作的有效開展提供保障。