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轴承知识

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石油钻井用泥浆泵的工作原理及日常维护探析
  一、泥浆泵的工作原理
  泥浆泵是在石油钻井过程中,向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。是钻井设备的重要组成部分,在石油钻井過程中,泥浆泵将泥浆随着钻头的钻进注入井下,在此过程中,泥浆泵可以将钻头进行冷却,对钻具进行清洗,还可以将一些岩屑等废弃物带回至地面,起到清洁钻井的作用。石油钻井一般采用正循环钻探,泥浆泵在一定压力下,经过水龙头、高压软管及钻杆柱中心孔,清水、泥浆或聚合物输送至钻井的底部。目前,常用的泥浆泵有活塞泵和柱塞泵两种,其中活塞泵也叫电动往复泵,它的工作原理是靠活塞往复运动,使得泵腔工作容积发生周期变化,然后吸入和排出液体。由泵缸、活塞、进出水阀门、进出水管、连杆和传动装置组成,比较适用于高压、小流量的钻井作业。柱塞泵是液压系统的重要装置之一。它的工作原理是靠柱塞在缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油和压油的过程。比较适用于高压、大流量的钻井作业。
  二、泥浆泵的常见故障及维修措施
  (一)联轴器间隙故障
  泥浆泵在运转过程中,由于平衡盘受到磨损,转子便向吸入口侧方向移动,造成与联轴器产生间隙。因此,要及时调整联轴器的间隙,由于其会受到热膨胀的影响,通常情况下,把联轴器的间隙调整至比规定值大2-3mm即可。
  (二)平衡装置故障
  如果平衡装置中的平衡盘和平衡环被磨损,就会造成凹凸不平的情况,使平衡装置出现故障。这时要先对装置中的凹槽采取补焊处理,对泵壳进行研磨,并在平衡环与泵壳结合处加一块厚度适宜、软硬适中的塑料,弥补凹凸不平的缺陷。如果平衡环和平衡盘磨损严重则需更换。
  (三)机械密封故障
  由于机械密封不严实,发生泥浆泄漏,便会增大泵转子轴的窜动量,增大辅助密封与轴的过盈量,动环无法在轴上灵活移动,泵在翻转过程中,动环不能及时复位。近年来,机械密封渗漏的比例逐年升高,而机械密封的运行好坏与泵的正常运行密切相关。因此,在机械密封装配过程中,轴的轴向窜动量不得大于0.1毫米,辅助密封与轴的过盈量要在规定的范围内,并确保动环的灵活移动。
  (四)泵轴故障
  泵轴在旋转过程中会带动轴套转动,如果泵轴出现弯曲或轴承座与泵轴出现偏差就会造成泵壳、轴套、密封环等部件被磨损,加大泵体振动量,同时也会增大轴向推力,平衡盘与平衡座发生摩擦,设备出现故障。如果泵轴的裂纹、磨损及弯曲程度不严重,那么可以对泵轴进行修复处理。如果泵轴的弯曲程度大于0.06mm,应该用螺旋压力机及时校正泵轴,以防出现故障。
  (五)轴承故障
  轴承故障一方面是因温度过高造成轴承被烧坏。还有以下几点因素造成轴承故障:一是润滑油质量不达标、油量提供不足或轴承内进入金属物质;二是泵轴与轴承的角度存在误差,加大了轴承的负荷;三是轴承间隙不达标或内外圈交叉错位,加大了轴承的负荷;四是过大的残余轴向力增大了轴承负荷。
  三、泥浆泵日常维护需注意的要点
  (一)泥浆泵开泵前的准备工作
  泥浆泵在工作过程中,不应该出现频繁倒泵的情况,避免泵出现汽化现象。泵体的温度会随着泵的旋转而发生变化,在旋转过程中势必会导致泵体和转子部件受热不均,出现变形的现象,使部件之间在不正常接触的情况下发生设备故障。同时还会因泵时流量不足,导致各部件出现摩擦损伤。因此,在启动泥浆泵之前,要做好暖泵工作,在泵体受热均匀的情况下再启动泵。
  (二)泥浆泵的运行过程
  泥浆泵在运行过程中,平衡液体是通过平衡装置输送至井底,为了确保泥浆泵的正常运行需要注意以下三点事项:一是不允许出现平衡管被堵塞的情况;二是要及时清除掉平衡管内的残余物质,确保其通畅;三是为了有效监测平衡管出口的压力,需要在高压侧装一个压力表。除此之外,还需注意多级泵同时运行的情况,要实时观察泵的温度变化及振动情况。避免泵受到磨损。
  (三)泥浆泵停止运行
  如果泥浆泵长时间处于不工作的状态,泵轴在齿轮重量的影响下向一个方向受力,泵轴容易被其压弯。因此,应该定期对泵轴按同一方向进行旋转。对于不工作的泥浆泵,必须确保出口阀关闭严实,以防管道内部介质倒流至泵内,出现受热不均或堵塞泵的情况。所以,定期检查泥浆泵很有必要。
  (四)对泥浆泵的拆装与维修
  在拆装与维修泥浆泵之前,相关人员必须对泥浆泵的结构、部件、拆装顺序及方法了如指掌,然后准备好所需工具。如果有零部件脏、磨损的情况,要进行清洗和维修,确保泥浆泵在投入使用时能够正常运行,对于磨损严重的部件要及时更换,并定期对泥浆泵进行检测和维修,确保泥浆泵的完整,为提升工作效率和工作质量奠定基础。
  四、结束语
  总而言之,泥浆泵在石油钻井过程中发挥着非常重要的作用,它是泥浆循环系统的主要设备之一,也是石油钻井顺利进行的保障,因此,需要全面了解泥浆泵的工作原理,并做好日常维护工作,延长其使用寿命,提高企业的经济效益。
(来源:钻井技术)
发布时间:2020-07-17
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