NOV240HEX型泥浆泵液力端常见失效分析

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泥浆泵有哪些常见故障原因和排除方法

泥浆泵有哪些常见故障原因和排除方法

泥浆泵有哪些常见故障原因和排除方法?泥浆泵的缸套、缸顶套、缸盖、拉杆、活塞、活塞压板、皮碗、活塞座、活塞杆、柱塞杆、进排水阀、进排水阀阀座、十字头、十字头滑套、十字头销轴、曲轴、连杆、连杆上下瓦、连杆铜套、连杆螺钉及母、冠型螺母、骨架油封、O型密封圈及相配套的齿轮、轴等容易出质量问题,汉润提醒大家在购买和使用中应当注意。

泥浆泵开机前,请检查进水管、出水管是否有堵塞,向前后轴承是加注黄油,检查盘根是否充满。

泥浆泵工作时应配备高压清水泵,将大于泥浆泵压力的清水输向防漏填料,对填料进行防护,泥浆泵工作时不得关闭冲洗泵,否则,将使密封部分迅速磨损。

叶轮与护板之间的间隙是否合理,对泥浆泵寿命影响很大。

间隙不合理,则泵运转时产生振动与噪音,过流部件很快损坏,因此更换叶轮时,应注意使间隙满足图纸要求,间隙调整,可通过后轴承体上的调整螺钉来进行。

泥浆泵的允许吸程是在输送清水时测定的,在抽吸泥浆时应考虑泥浆对吸上能力的影.泵常见故障及排除方法故障1:水泵振动原因:泵轴与柴油机(或电机)不同心、叶轮不平衡、轴承损坏解决方法:调节同心度、叶轮作平衡测试、更换轴承故障2:泵上水慢原因:前衬板与叶轮间隙大、出水管道不能封住空气、排空满解决方法:调节间隙、调节出水管道、安装抽真空装置故障3:泵不吸水原因:灌注引水不够、泵内空气无法排出、吸水管漏气、前衬板与叶轮间隙大解决方法:继续灌注引水、检查管路是否漏气、调节叶轮与前衬板间隙故障4:出水压力小、流量小原因:泵内有空气、叶轮与前衬板间隙大、离合器闭合不紧、叶轮或衬板磨损解决方法:排空泵内气体、调节间隙调节离合器摩擦片间隙、更换叶轮或衬板故障5:泵磨损快原因:施工环境(颗粒大)差、输送距离远、进水管路长解决方法:更换沙场、添加加力机组、缩短进水管长度减小汽蚀。

浅谈泥浆泵盘根盒失效分析及结构改进

浅谈泥浆泵盘根盒失效分析及结构改进

浅谈泥浆泵盘根盒失效分析及结构改进摘要:根据常规F-1300/1600泥浆泵盘根盒的结构和工作原理,分析盘根盒在实际生产中的设计缺陷。

改造老式油封,从根本上解决盘根盒漏油和进泥浆的问题。

关键词:盘根盒,漏油,进泥浆,油封引言泥浆泵是钻机装备的重要部件,目前国内钻井普遍使用的F型泥浆泵,盘根盒作为泥浆泵动力端中心拉杆的动密封装置,采用多级密封,以保证在中心拉杆往复运动过程中,动力端润滑油与冷却系统冷却液之间相互不污染。

泥浆泵使用一段时间后,盘根盒部位长期存在漏油和进泥浆问题,对泥浆泵的整机性能构成严重威胁。

一、结构组成及工作原理1)结构组成。

常规F-1300/1600泥浆泵盘根盒结构如图1所示,由双唇油封,浮动式油封杯,2个O形密封圈锁紧弹簧和填料盒组成。

所有密封均安装在盘根盒内,2个双唇油封同向,由锁紧弹簧轴向定位。

盘根盒固定在泥浆泵墙板上。

双唇油封2)工作原理。

填料盒密封件安装在填料盒盒体内,由锁紧弹簧轴向定位,2个双唇油封在油封刃口压力和自紧弹簧收缩力的作用下,对中心拉杆产生一定的径向抱紧力,达到密封润滑油沿拉杆渗漏的目的。

2个O形密封圈的作用是防止冷却液沿中心拉杆,填料盒边缘向动力端渗漏。

在中心拉杆未下沉时保证动力端润滑油与冷却系统冷却液之间相互不污染。

二、问题及原因分析1)漏油。

泥浆泵使用初期,盘根盒密封效果良好,但在使用一段时间后(约一年)容易出现漏油现象。

通过更换油封和调整十字头间隙等手段可以暂时解决漏油问题,但使用一段时间后仍出现漏油现象。

2)油池进泥浆。

更换缸套或活塞刺漏时,泥浆会流入水箱,如不及时清除,运转时泥浆经喷淋泵吸入,由于中心拉杆偏心,冷却液容易从油封处渗漏进入油池,污染润滑油,缩短设备使用寿命,甚至造成设备损坏。

导致以上问题的原因是盘根盒设计时没有考虑十字头磨损会下沉的工作状态,即十字头由于磨损而下沉,中心拉杆也跟着下沉,盘根盒由于是固定在泥浆泵墙体上不能做相应调整,润滑油顺着上部较松的地方流出由于中心拉杆偏心,冷却液容易从双唇油封处渗漏进入油池,从而污染润滑油。

泥浆泵常见故障与解决办法

泥浆泵常见故障与解决办法
灌注引水不够泵内空气无法排出吸水管漏气前衬板与叶轮间隙大解决方法
设备小组培训登记表
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本表由机械师或指定人员保存,保存期:2年。
设备小组培训内容
主要内容:
泥浆泵常见故障与解决办法
故障1:泥浆泵振动
原因:泵轴与电机不同心、叶轮不平衡、轴承损坏
解决方法:调节同心度、叶轮作平衡测试、更换轴承
故障2:泵上水慢
原因:前衬板调节间隙、调节出水管道、安装抽真空装置
故障3:泵不吸水
原因:灌注引水不够、泵内空气无法排出、吸水管漏气、前衬板与叶轮间隙大
故障6:叶轮轴颈磨损快
原因:高压水泵扬程低、盘根错位、泵轴与后盖不同心
解决方法:更换高于泥浆泵扬程的高压泵、更换盘根、调节同心度
故障7:泥浆泵的排出空气包充气后很快泄露
原因:空气包胶囊已坏或针型阀密封不严造成。
解决方法:更换空气包胶囊或针型阀密封
故障8:泥浆泵的轴承温度过高。
原因:油管或油孔堵塞;润滑油太脏或变质;滚动轴承磨损或损坏;润滑油过多或过少。
解决方法:继续灌注引水、检查管路是否漏气、调节叶轮与前衬板间隙
故障4:出水压力小、流量小
原因:泵内有空气、叶轮与前衬板间隙大、离合器闭合不紧、叶轮或衬板磨损

泥浆泵常见故障浅析

泥浆泵常见故障浅析

泥浆泵常见故障浅析第四工程项目部金立堂摘要:泥浆泵是钻井施工作业中的关键设备,如果把泥浆比喻成钻井作业中的血液,那么泥浆泵就是钻井生产中供血的心脏,因此,它在钻井生产中的重要性不言而喻。

本文针对第四项目部辖区钻井队所使用的宝石泵、青州泵及兰石泵经常出现的三点共性问题:阀箱刺漏、轴承烧坏、发生异响展开讨论,分析其中原因及解决的方法。

关键词:泥浆泵,阀箱刺漏,轴承烧坏,异响。

一、前言泥浆泵是在钻探过程中,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。

它的主要作用是在钻进过程中将泥浆随钻头钻进注入井下,起着冷却钻头,清洗钻具、稳固井壁、驱动钻进,并将打钻后岩屑带回地面的作用。

在正常的循环钻进中,泥浆泵是将地表冲洗介质-清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下﹐经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端﹐以达到冷却钻头﹑将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。

我们使用的泥浆泵是由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞在泵缸中做往复运动,在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。

二、泥浆泵使用过程中易出现的问题根据辖区泥浆泵的使用情况来看,阀箱刺漏、轴承烧坏、发生异响都是影响泥浆泵正常使用的频发故障,因此,认真研究上述问题的诱因对延长泥浆泵使用寿命起着关键作用。

2.1 致使泥浆泵阀箱刺漏的因素和预防措施钻井泥浆泵阀箱是泥浆泵液力端的一个重要组成部件,由于泥浆泵阀箱的工况为高压、高冲刺、高磨砺性等恶劣工作环境,所以,在泥浆泵的维护、修理过程中,阀箱是一个需要经常更换的易损部件。

2.1.1阀箱刺漏的原因阀箱刺漏的主要原因是:长时间的高压使用,阀箱材质疲劳,当发生穿透性裂纹,目前的条件无法修复。

由于钻井泵阀工作条件十分恶劣,每一冲内,排出及吸入阀的阀盘与阀座都产生一次冲击,泵速越高,撞击和冲刷性磨损越大。

正因为如此,钻井泵的工作冲次都不很高,即使这样,目前钻井泵阀工作寿命仍然很短,是钻井泵中最薄弱的环节之一,工作中需要经常更换阀盘和阀座。

钻井现场泥浆泵液力端故障判断与分析论文

钻井现场泥浆泵液力端故障判断与分析论文

钻井现场泥浆泵液力端故障判断与分析论文一、概述:长期以来,钻井泵在钻井施工时,循环钻井液、冲洗井底,冷却钻头和隐固井壁,在喷射钻井时还有破碎岩屑的作用,钻井泵的好坏直接影响着钻井生产和进度,如不及时发现钻井泵的故障,有可能给钻井生产带来重大的事故隐患和经济损失,因此早期发现与处理有着重要的意义。

我队从1989年开始就开始使用3NB1300泥浆泵,在长达十多年的使用过程中,深刻体会了泥浆泵在钻井生产中的重要性,钻井泥浆泵在钻井生产中被称为钻井的心脏,泥浆则是血液,可见泥浆泵在钻井生产中占着一定的主导地位。

钻井液在钻井中的作用主要是以下几个方面:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井底清洁2、平衡地层压力,稳定井壁,防止井塌、井喷、井漏3、传递水功率,以帮助钻头破碎岩石。

4、为井下动力钻具传递动力。

5、冷却润滑钻头钻具。

6、利用钻井液进行地质、气测录井。

以上这些钻井液的作用,主要是靠泥浆泵来完成的,最近几年来,井控安全工作已经上升到最关键的环节,而作为井控工作占主导地位的泥浆泵,也被钻井生产越来越重视,近两年来,井底动力钻具及井底导向仪的使用也越来越被广泛应用,对泥浆泵的压力波动的研究与探讨也相应带来更多的课题。

二、3NB1300泥浆泵的结构:在这里我们主要以3NB1300泥浆泵的液力端为主要讨论的方面,3NB1300泥浆泵液力端结构主要是直通式三缸单作用结构,直通式布置方案的流道直,液缸内余间隙小,有利于液缸吸入,而吸入充满的问题在高速的三缸单作用泵上比较突出,直通式方案的缺点是取出吸入阀座比较困难,这也给故障的判断与处理带来了困难。

液力端包括缸体、缸套、活塞、吸入阀、排出阀等部件,结构如图:三、3NB1300泥浆泵的工作原理:3NB-1300钻井泵其工作原理为:活塞下行,钻井液在大气压的作用下,推开吸入阀,进入缸内,直到活塞到最低端完成钻井液的吸入过程。

当活塞前行,钻井液在缸内受挤压,吸入阀在弹簧作用下关闭,当压力升高时排出阀被打开,钻井液被活塞推出,经由排出阀和排出管排出,完成排出过程。

石油钻井泥浆泵的维修方法分析

石油钻井泥浆泵的维修方法分析

石油钻井泥浆泵的维修方法分析【摘要】泥浆泵主要应用于石油钻井领域中,其主要作用是在钻探过程中将水或者泥浆等冲洗物往钻孔里输送,是石油钻探设备中的关键组成部分之一。

本文主要从泥浆泵工作原理角度出发,分析其常见的故障,并就其维修注意事项进行探讨。

【关键词】泥浆泵工作原理维修分析1 前言泥浆循环系统是钻井作业进行必然会遇到的一个环节,且泥浆泵是其最为关键的设备之一,在钻井作业中发挥着重要的作用。

泥浆的主要任务是向钻孔中输送泥浆等冲洗液,且泥浆通常情况下粘性很高、砂含量多、压力大,并具有不同程度的腐蚀性,因此容易使泥浆泵的缸套出现磨损现象,不仅对泥浆泵寿命产生一定的影响,同时影响钻井作业进度的推进。

所以详细对泥浆泵工作原理进行分析、找出能够对故障进行有效处理的维修方法尤为关键。

2 泥浆泵的工作原理分析泥浆泵从宏观角度上来讲主要由两大部分组成,即动力端以及液力端,且动力端组成部分主要包括偏心轮、曲柄、十字头等,而液力端则主要包括吸入阀、活塞、吸入管、排出阀等。

泥浆泵工作进行时,主动轴和曲柄便可利用链轮(或皮带轮)等部件传输而来的发动机动力得以转动。

曲柄于水平面上180度逆时旋转直至使活塞向最右端方向移动完毕的过程称之为泥浆泵的吸入过程。

吸入过程完成后接下来便是排出过程的进行,也就是活塞向最右端移动完毕后开始向左方向移动,排出阀由于缸内液体受到活塞推压而引起压力增大在吸入法关闭后而被推开,随后液体随着活塞向最右端移动而全部被挤出。

泥浆泵的吸入和排除过程是随着曲柄的持续旋转而不断进行的。

泥浆泵在石油钻探过程中不仅负责把泥浆等冲洗液通过钻头的钻入向井下注入,并且起着给钻头降温、冲洗钻具、推动钻头钻进、对井壁进行固着的作用,同时还具有着将钻后产生的岩屑在钻孔内清除并运上地面的作用。

钻头降温作用的主要原理为,钻探进行中,借助一定的压力将冲洗液如泥浆、清水或者聚合物等装入高压软管内,并经过水龙头和钻杆柱中心孔输送到钻头的最前端,钻探进行时钻头会与岩层、泥土发生摩擦而产生热量,而此刻清洗液便可以达到给钻头降温、使钻头冷却的目的,从而避免钻头过热产生使磨损度加大。

泥浆泵常见故障分析

泥浆泵常见故障分析

泥浆泵常见故障分析泥浆泵是在钻探过程中,向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。

泥浆泵是钻探机械设备的重要组成部分。

泥浆泵作用:1、在农村主要用作河泥,粪便,河水,浆饲料的吸送浇洒,代替肩挑人担,并作排涝,抗旱之用,亦可进行车滨头上河泥等积肥生产还可作农村简易流动消防水泵。

2、可用市政、基建、化工、印染、医药、造船、铸造、食品等行业抽吸浓稠液、污浊液、糊状体、流砂及城市河道的流动污泥等亦可用作煤矿排除含有泥块小砾石的流体。

3、若与高压水泵,水枪配合,组成水力机械化土方工程机组,就可用作于土地平整,河道与池塘的疏浚、凿开等小型水力工程的挖方与输方,以及城市的防空工程,地下工程。

4、养鱼用作带水清塘、鱼池增氧等。

泥浆泵常见故障分析与维护:1、叶轮与口环泥浆泵叶轮的叶片大多因为气蚀或吸入固体物、金属杂质等受到损坏。

口环(又称密封环)的磨损一般是因为安装中穿量不当造成,也有因叶轮背帽松动而造成的。

汉润建议若口环磨损严重,应更换叶轮;若口环磨损较轻,可进行修复。

2、平衡装置平衡盘与平衡环磨损过多(一般为超过2mm)或凸凹不平时,先补焊或研磨泵壳上的凹槽,并在平衡环与泵壳结合面处加1块3mm厚的聚四氟乙烯垫片。

这样,既消除了补焊后手工研磨造成的平面板凹凸不平,垫片材料又软硬适中。

磨损过多时应更换新的平衡环和平衡盘。

3、机械密封机械密封有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。

机械密封渗漏的比例占全部维修泵渗漏的50%以上,机械密封的运行好坏直接影响到泵的正常运行。

机械密封渗漏会导致泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量增大,动环不能在轴上灵活移动。

在泵翻转,动、静环磨损后得不到补偿位移。

在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应当小于0.1mm ,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,还要保证动环装配后能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由弹回来)。

混凝土输送泵的常见故障及排除

混凝土输送泵的常见故障及排除

混凝土输送泵的常见故障及排除混凝土输送泵的常见故障及排除混凝土输送泵是高度机电液一体化的产品,其液压系统可分为闭式和开式,分配阀可分为转阀、闸板阀、s形阀等。

电器方面,PLC(可编程控制器)现在也引入了混凝土输送泵,极大地提高了电器系统的可靠性。

但不论何种形式的泵,其执行元件都一样,包括有主输送油缸、分配阀摆动油缸和搅拌马达等,而油缸的换向是由相应电磁阀的通断和行程开关(或接近开关)来控制的。

出现故障时尽管形式各异,但通常都要从机械、液压、电器三个方面加以分析。

1、主电机达不到规定转速按主电机起动按钮,电机可运转,但达不到规定转速,且由星形接法转换为三角形接法时自动停机。

首先检查电源电压是否正常,变压器容量是否足够(变压器容量一般为计算负荷的1.15倍),再通过计算和测量起动时电压确定供电线路线径是否满足要求,保证电压降在规定的范围之内(线路上允许电压降一般不大于5%),如果起动时电压降太大,可适当加大线径。

液压系统的操作不当和故障也会造成起动困难。

开机前,首先应检查水泵、搅拌马达操作手柄是否处于中位,泵送按钮是否关闭。

若还不能起动就要检查控制主油泵压力的电磁阀是否正常,保证起动时主油泵处于泄荷状态。

混凝土输送泵大多采用星三角起动,为保证可靠性电器元件一般都为进口件,对电压要求较高,中铁十七局第二工程公司一台BSA1406E西德大象泵,在使用中多次发生起动困难的现象,经仔细观察发现,按起动按钮,电机可逐渐达到规定转速,但在星形接法转换为三角形接法的瞬间,由于有一极短的断电时间,导致电机转速下降,等电机进入运行状态(三角形接法)后,电机转矩较小,不足以克服所需阻力使电机达到规定转速,同时电源电压大幅下降,接触器线吸力减小,导致接触器断开,主电机断电,电机自动停机。

在这种情况下,适当加大线径即可使电机正常起动。

若起动时电压不小于360V,也可采用一多功能稳压器(可同时调压和稳压)串接于电机起动控制电路,或用-d,型发电机来控制电机的起动,使控制电压不受电网电压波动的影响,接触器线圈电压保持恒定,触点正常吸合,电机不会自行断电,也可正常起动电机。

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NOV240HEX型泥浆泵液力端常见失效分析魏松【摘要】通过对新型NOV 240 HEX泥浆泵液力端常耗配件缸套、活塞、阀及阀座在实际运行中的失效问题进行分析,总结这些常耗配件的失效原因,提出相应的针对性措施.在以后的生产作业中延长其使用寿命,降低平均无故障间隔时间,降低材料使用成本,提高经济效益.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】3页(P97-99)【关键词】泥浆泵;缸套;活塞;阀;润座【作者】魏松【作者单位】中海油田服务股份有限公司,广东湛江527057【正文语种】中文【中图分类】TE9210 引言某海上石油钻井平台上的NOV 240 HEX型泥浆泵是国内首次使用的新型泥浆泵,其工作原理为两台电动机驱动一个异形凸轮旋转,通过异形凸轮与6个滑轮将旋转运动转换为6个缸的往复运动,如图1所示。

该泵具有排量大(235 m3/h)、排压高(7500 psi)、排出压力稳定等特点[1]。

该泵液力端与普通三缸往复泵液力端使用的常耗配件也有不同,其单价较高。

为提高其经济性,本文对这些常耗配件缸套、活塞、阀及阀座在实际运行中的失效问题进行分析,总结了其失效原因,提出了一些预防措施,以期在以后的生产作业中延长其使用寿命。

图1 240 HEX Pump 剖视图1 缸套该平台上NOV 240 HEX型泥浆泵使用的缸套为NOV公司的“Mission Ceramic Liner”陶瓷缸套。

其使用寿命正常情况下可达7000 h。

由于其表面的高硬度,相比于其他类型缸套它不易被磨损[2],这意味着更长的活塞更换时间。

如果使用得当,将大大减少材料成本。

缸套剖视面如图2所示。

图2 缸套剖视面1.1 缸套失效分析图3 缸套磨损由于缸套材质为陶瓷,腐蚀、泥浆中的固相、泥浆温度、泥浆的化学性对其影响较小。

其主要的提前失效形式是活塞行程区域的陶瓷表面磨损,如图3所示。

此类磨损通常是由于活塞的金属部位与陶瓷表面产生了硬滑动接触。

这种硬滑动接触大多是由泵动力端和液力端的不对中导致的。

同时,陶瓷表面的磨损量会随着时间受到不对中度、工作压力、冲数、泥浆温度的影响。

陶瓷表面的磨损形式通常是陶瓷材料的微小裂纹的聚集和扩大。

这些裂纹对于缸套的耦合件即活塞具有磨蚀作用。

此类裂纹非常坚硬并且不会消退,只能更换整个缸套。

通常,缸套内磨损的部位颜色会发生变化,质地也不再光滑,可以据此来判别缸套是否被磨损。

1.2 针对性措施1)在安装陶瓷缸套时,不能使用榔头敲击。

在安装活塞和活塞杆时注意避免掉落,导致活塞凸缘损坏缸套内壁。

在第一次安装中,缸套可能需要磨合,即造成第一个活塞使用寿命减少,之后活塞寿命会恢复正常。

2)提高对中度。

由于更换动力端和液力端之间的中心拉杆密封格兰需要将过渡连杆和活塞取出。

故在完成中心拉杆密封格兰更换后需要回装过渡连杆和活塞。

此时应特别注意,将密封格兰回装到位后保持固定螺栓松动,直到液力端安装好,活塞也处于缸套内时再上紧密封格兰的螺栓到要求的转矩。

这样可以避免密封格兰对中心拉杆对中度的影响,也可以延长密封圈的使用寿命。

避免活塞松动。

更换活塞时需要将活塞固定螺栓拆掉,装好新活塞后,需将其固定螺栓上紧到要求的转矩(500 Ft-Lbs,约合6774.41 N·m)。

由于中心拉杆上部与动力端的连接是球铰式,故需要工具或自制工架将活塞杆固定,并使用转矩扳手将固定螺栓上到要求的转矩。

2 活塞该平台上NOV 240 HEX型泥浆泵使用的活塞为NOV公司的“Blue Lightning Piston”聚氨酯活塞。

此活塞额定工作最高温度为93 ℃,额定最大工作压力为7500 psi(约合51.71 MPa),适用于水基、油基泥浆。

活塞配件如图4所示。

图4 活塞配件2.1 活塞失效分析此类活塞通常有4种失效形式:高温形变、挤压形变、磨损形变、化学腐蚀。

在多种不利条件下,失效会加快。

图5 活塞高温形变图6 活塞挤压形变1)高温形变。

高温失效的聚氨酯活塞会出现凹陷,类似融化蜡烛样的表面。

这种情况通常是高泥浆温度、冲洗水不足、摩擦热量导致的。

标准聚氨酯活塞(非高温型)的最大工作温度为82 ℃。

发生高温形变的聚氨酯活塞如图5所示。

2)挤压形变。

挤压形变的聚氨酯活塞呈现裂纹,表面粗糙,在活塞下班凸缘往上有材质损失,聚氨酯表面边缘锋利且粗糙。

此类挤压形变的提前失效通常是由于工作压力长时间过大。

发生挤压形变的活塞如图6所示。

3)磨损形变。

磨损形变的聚氨酯活塞会有材质损失,表面会粗糙但没有裂纹。

活塞表面有纵向磨痕,泥浆中的固相杂质进入了活塞表面与缸套表面之间。

发生磨损形变的活塞如图7所示。

4)化学腐蚀。

受化学腐蚀失效的聚氨酯活塞从外观上不易判别,聚氨酯部件可能会变软或者膨胀。

通常这种失效情况下会有强烈的化学溶剂的刺激性味道。

这种情况只出现在少数泥浆基质或泥浆添加剂中。

图7 活塞磨损形变5)综合条件。

失效有时是由多种条件综合影响的。

比如在磨损条件下,泥浆会进入被磨损的空间,进而对活塞产生一个侧向的压力,导致活塞另一侧摩擦急剧增大,进而产生异常热量,出现异常高温,引起高温失效。

2.2 针对性措施为得到最佳的活塞性能,泥浆泵需得到合适的灌注,泵对中性良好,缸套处于良好状态,冲洗水系统工作正常。

泥浆温度、泥浆固相、泥浆化学性、工作压力、泵速对于活塞使用寿命也有一定影响。

泥浆灌注泵应该工作正常,提供足够的泥浆压力与流量,否则活塞可能会从活塞唇后部吸入空气,并造成水击导致异常振动,损坏活塞。

同时,足够的灌注量会有利于活塞在回程中保持对中,避免活塞凸缘与缸套擦挂。

合适的灌注泵压力应为4 bar(0.4 MPa)。

泥浆泵的对中度是影响活塞及缸套使用寿命的重要因素。

不对中是活塞异常摩擦生热的直接原因,会明显提高活塞与缸套接触面温度,这样的温度会轻易超出活塞的额定工作温度。

对于聚氨酯活塞,它会使材料软化变形,在外观上呈凹陷光滑状,部分有颜色上的变化。

冲洗水系统是影响活塞使用寿命的另一个重要因素[3]。

冲洗水流能冷却活塞,利于润滑,同时将微粒杂质从缸套内带走。

对于聚氨酯活塞,推荐的最小流量为每缸14 gal/min(约合63.7 L/min)。

冲洗水喷嘴应合理布置且工作正常,以保证缸套内活塞的行程面都得到冷却、润滑、冲洗。

没有被覆盖的区域可能会产生高温影响活塞部件。

良好的冷却和润滑会显著提高活塞的使用寿命。

冲洗水的温度也是一个因素,在作业过程中应使冲洗水温度处于正常范围。

为减少摩擦生热以及提高润滑度,还可以在冲洗水中添加水溶性润滑油,此类润滑油要求无洗涤性且无化学毒害性。

活塞储存。

此类聚氨酯活塞在使用前应被储存于原装未打开的盒子中,同时应避免高温高湿环境,避免阳光直射,远离芳香烃物质,远离电动机等易产生臭氧的设备。

储存合理的聚氨酯活塞有4 a的有效期(从出厂日期算)。

3 阀及阀座该平台上NOV 240 HEX型泥浆泵使用的阀及阀座为NOV公司的“Mission Roughneck”阀及阀座。

此配件额定最大工作压力为7500 psi(约合51.71 MPa),适用于水基、油基高固相泥浆。

配件如图8所示。

3.1 阀及阀座失效分析图8 阀及阀座配件图9 阀挤压形变此类阀及阀座通常的失效形式有:挤压形变、磨损形变、锈蚀[4]。

1)挤压形变。

此类失效是最常见的形式。

如果阀的冲击斜面的金属部分未能完全接触阀座,就会产生间隙。

在工作时,内衬材料会被挤压形变填补这个间隙,长时间作用后,在阀体和内衬材料交接面处的内衬材料就会被侵蚀。

这样的侵蚀会逐渐变大直到阀最终的失效。

这样的间隙通常是由于泥浆中的固相、不对中度、磨损了的上阀导块、新阀与旧阀座的搭配或者调整了阀与阀座的相对位置(旋转了阀)。

发生了挤压形变的阀如图9所示。

图10 阀磨损形变图11 阀座锈蚀2)磨损形变。

此类失效通常是由于泥浆中的沙砾、铁屑等硬物引起的。

这些硬物在长时间的泵送过程中会不断侵蚀阀体及其内衬材料,直到最终阀失效。

发生磨损形变的阀如图10所示。

3)锈蚀。

在微观上,干净的金属表面是会不停锈蚀的。

当阀在泥浆压力下不断运动时,内衬材料又不断地刮掉阀座上锈蚀的物质,露出干净的金属表面,长时间后,微小的点蚀变成微小的凹坑,微小的凹坑不断地联合形成片达到肉眼可见的程度。

这时,这些凹坑会在阀运动时不断侵蚀内衬材料,直到内衬材料与阀座间的接触面被破坏,阀失效。

这类锈蚀取决于泥浆的腐蚀性质、泵速、泵压等。

发生锈蚀的阀座如图11所示。

3.2 针对性措施阀及阀座必须成套使用,即不能单独更换新阀或者单独更换新阀座。

同时,对应的弹簧也应该更换。

当弹簧工作一定的时间及次数后,它会失去原有的弹性,一个50 lb/in(约合8.75 N/mm)的弹簧长时间使用后可能只能达到30 lb/in(约合5.25 N/mm),弹力不足的弹簧会导致阀振击,损坏阀及阀座,缩短其使用寿命。

4 结语本文根据NOV 240 HEX泥浆泵液力端在实际运行中发生的故障,分析了其中更换频率最高的三类部件缸套、活塞、阀及阀座的主要失效原因,并提出了针对性措施。

为此类泥浆泵的使用者提供了意见,以期在使用中延长液力端常耗配件的寿命,降低平均故障间隔时间,降低材料使用成本,达到提质增效的目的。

[参考文献]【相关文献】[1] 240 Hex Pump User's Manual[Z].2nd Ed.National Oil Vacor,2013[2] 张鹏云.冷却方式对泥浆泵活塞工作温度的影响[J].石油矿场机械,1992(6):24-28.[3] 王晨清.Sialon陶瓷在泥浆泵缸套上的试样研究[D].北京:中国地质大学,2011.[4] 李洪波,刘振龙,周天明,等.F-1600型泥浆泵阀座的接触分析[J].石油矿场机械,2010,39(5):26-29.。

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