海上平台泥浆泵常见故障与分析.pdf

石油和化工设备
0.故障诊断
2014年第17卷
海上平台泥浆泵常见故障与分析
吴南,朱宏业
(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452)
[摘要]泥浆泵在石油钻井作业中具有重要作用。文章介绍了泥浆泵的工作原理,对泥浆泵常见机械故障进行了分析,闻
述了泥浆泵日常维护的注意事项,可为现场操作人员的日常工作提供一些指导作用
[关键词]海上石油钻井;泥浆琭;机械故障;分析
泥浆泵是石油钻井作业中泥浆循环系统的关害到钻井的安全生产。
键设备,泥浆泵被称为钻井的心脏,而泥浆被称2.1缸套与活塞的损坏与磨损
为血液。可见泥浆泵在钻井作业中占着重要的主
导地位。由于泥浆泵输送的泥浆含砂量多、黏度
缸套与活塞的损坏包括几种情况:一是正常
大、压力高,且具有一定的腐蚀性,容易引起缸
磨损,使配合间隙增大。二是活塞胶碗损坏。前
套磨损失效。如未及时发现泥浆泵的故障,将直
期暦损时,正常显示的泵压会缓慢下降,但无波
接影响钴井生产的进度和效益,会形成事故隐患动现象发生,一般情况下泵压下降1MPa就会被发
并造成经济损失,因此,早期发现与处理泥浆泵
现。判断这类故障比较简单,泵压下降缓慢,可
的故障有着重要的意义。
看到拉杆箱内活塞与缸体间有泥浆刺出,冷却水
被泥浆污染,无压力波动。
1泥浆泵的工作原理
随着使用时间的延长,活塞与缸套之间的
泥浆泵是在钻井过程中以高压向井底输送高间隙会越来越大,或是胶碗失去了塑性。在这种
黏度、大比重和含砂量较高的钻井液,用以冷却情况下,当活塞运动时,活塞与缸套的间隙会混
钻头、冲刷井底、破碎岩石,并将打钻后的岩屑入空气,致使压力失去平衡,产生压力波动。因
从井底返回时携带回地面。常用的泥浆泵为活塞为吸入的空气量不同,产生的压力波动也不
式或柱塞式,由动力端带动泵的曲轴回转,曲轴空气量少,则波动幅度也小,水龙带晃动幅度不
通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运大。当吸入的空气量多时,压力波动幅度加大
动。吸入过程中,活塞后移,吸入阅打开,排出水龙带的晃动幅度也剧烈起来,泵压下降可达3-4
阀关闭,钻井液进入缸内。当活塞前行,钻井液MPa。因为空气被吸入,活塞在刚开始前推时会
在缸内受挤压,吸入阀在弹簧作用下关闭,当压产生锤击现象,致使动力端可明显听到撞击声。
力升高时,排出阀被打开,钴井液被活塞推出,一般可根据动力端的撞击声判断缸套活塞磨损的
经由排出阀和排出管排出。在吸入和排出的交替程度,此时应及时更换缸套与活塞
作用下,实现压送与循环冲洗的目的的
2.2凡尔体与凡尔座的损坏
2泥浆泵液力端常见故障及分析
凡尔体与凡尔座的损坏有几种情况:一是
通常海上平台泥浆泵输送的钻井液用海水配本体密封面刺坏;二是质量问题,造成的扶正块
制,再加上含有较多的固相,钻井泵在长时间的断裂;三是弹簧断裂;四是扶正压板脱落等。凡
往复式运动下,活塞与缸套、凡尔体与凡尔座之尔体与凡尔座损坏时,泵压下降缓慢,大约0~2
间会发生疲劳磨损与腐蚀。或因质量问题造成的MPa,可听到轻微或刺耳的刺声,无压力波动。
其它故障,使正在正常运转的钻井泵产生压力波此时应及时检査凡尔与凡尔座,更换损坏的零
动,进而影响了正常的钻井生产,特别是在使用件。
无线随钻仪器以来,压力的波动直接影响了信号
的传输,使地面导向数据难以准确收集,直接危
作者简介:吴南(1980-),男,辽宁人,大学本科,工程师
从事海洋石油移动平合管理工作
第8期
吴南等海上平合泥浆泵常见故障与分析
2.3凡尔体卡死或异物阻卡
作规程进行安装、操作及检修,掌握好设备的技
凡尔体卡死原因较多,如泥浆净化不严格,术要点,认真按规定的检查点对设备进行巡回检
上水管胶皮脱落等。这种现象在钻井现场时有发査,开展设备零部件磨损情况分析,不断提高技
生,而且判断起来比较困难,发生的原因有以
术及操作水平。
几点:弹簣断裂后,凡尔体卡死,无法关闭进水
2)泥浆泵在安装时必须按规定标准进行安
扶正压板翻转后凡尔体无法回到原位关闭进装,做到:平、稳、正、全、牢和五不漏,保证
入口(主要发生在设备老化,缸体上部被扶正压安装质量。
板撞击出坑槽);凡尔体扶正块损坏或脱落,造
3)对泥浆泵的使用要实行专入负责制,严
成凡尔体无法开启或者无法关闭。
格执行“五定”制度,即定人、定质、定量、定
凡尔体卡死后,一般多发生在吸入阀,凡尔点、定期检查。
体卡死后造成吸入口无法关闭,使排出过程无法
4)加强设备的管理及巡回检查,及时掌握设
正常进行,泵压不但下降幅度较大,一般在3~4备运转状态。操作人员必须懂得设备的“四懂三
MPa之间,而且伴着水龙带剧烈的晃动,缸体内会”,设备不得离人,检査不得超过半个小时,
无太大的声响,上水管膨胀幅度也开始剧烈起合理使用设备,及时对设备的配合间隙进行维
来,可以根据这几种现象初步判断是阀体卡死
修,空气包预充压力在使用泵压的30~40%。
2.4上水管密封不严
(5)加强对泥浆泵的日常维护,发现故障应
这种现象表现在上水管有抽气现象,或者有及时查出问题,并予以彻底排除,以防止发生综
钻井液滲漏,判断与解决较容易,因为有空气进合故障,特别是在井控工作时,泥浆泵运行状态
入,可引起压力的波动,表现在压力表指针上下的好坏直接影响着井控处理的速度。进入油气层
浮动,水龙带晃动,压力波动范围按照上水管损后,要保证泥浆泵无故障运转,对井控安全生产
坏程度略有不同,但一般在1~1.5MPa间晃动,水可起到决定性的作用。
龙带晃动不明显。
4结论
2.5空气包压力不足
海上作业现场环境悉劣,后勤保障、零部件
空气包无压力或预充压力较小,在其他密封组织困难,且石油钻井作业是一个高度紧张、危
件无较大磨损的情况下,表现为压力表浮动范围险性高的操作过程,现场维护人员必须熟练掌握
小,压力无明显降低,压力表指针在1~2MPa间摆设备原理和迅速判断、排除故障的技能,保证设
动,水龙带晃动不剧烈并有规则的晃动。一般情备的正常运转以及钻井作业的安全
况下,必须将空气包充到设计泵压的30%,一是
减少压力的波动,二是可以使故障判断不致复杂
化
◆参考文献
[]郭虹.石油钻井泥浆泵的维修方法叮石油和化工设备,
3日常使用注意事项
2010,13(1):59-60.
泥浆是钻井生产中的“血液”,只有“血]符明理钻井机械M石油工业出版社,1986
液”正常并平稳地流动,钻井生产才能有效进年3月)
[3]宝鸡石油机械厂.F1300-1600钻井泵使用说明书R](2003
行。泥浆泵是钻并生产的关键设备,保障泥浆泵[黄秋生,曹屹.对2N-800D泥浆泵的再认识卩石油钻探
正常运转是钻井作业的主要工作。应当围绕泥浆
技术,1995,(2)
泵的正常运转做好以下工作:
(1)操作人员要正确的使用设备,严格按操收液期204042月204054