一、鉆井泵響聲異常
診斷:正常情況下,泥漿泵的運轉(zhuǎn)聲音平穩(wěn)、均勻;當運轉(zhuǎn)聲音時高時低,不時伴有沉悶的沖擊聲和無規(guī)律的金屬敲擊聲時,說明泥漿泵的某一部位運動異常或是泥漿中含氣量大。
分析及措施：泥漿中含氣量大的因素可以從泥漿檢測中得出結(jié)論,除此之外就是泥漿泵本身存在異常。主要原因是十字頭或?qū)О彘g隙大,導致響聲異常。磨損拉傷是指在較短時間內(nèi)(一般2h～3h)接觸面上出現(xiàn)深槽迅速失效的一種表現(xiàn)形式。從幾何形狀來看,全磨拉傷發(fā)生在導板和十字頭整個或3/4接觸面上,而偏磨發(fā)生在局部,特別是角部。從拉傷深度來看全磨溝槽較深一般在2～4mm,粗糙度在50～100μm,偏磨溝槽一般在1～2mm,粗糙度在25μm左右。在現(xiàn)場應(yīng)用中,當十字頭在曲軸的作用下在導板上平行滑動時,運動間隙超標和潤滑不良,會破壞滑塊間的油膜而干磨發(fā)出巨大聲音和大量的熱。嚴重的拉傷十字頭和導板,甚至缸套活塞。
所以，調(diào)節(jié)好十字頭間隙和提供可靠的潤滑效果非常關(guān)鍵。十字頭間隙一般在0.25～0.50mm范圍內(nèi)。導板固定螺栓上緊扭矩為200～270N•m，同時十字頭和中心拉桿的同心度必須小于0.38mm，保證十字頭是在導板上作平行滑動。
二、人字齒輪剝落
診斷:可以靜聽動力端運轉(zhuǎn)聲音,正常情況是聲音均勻、平穩(wěn),如果異常,且異常聲音出現(xiàn)有一定規(guī)律,就說明齒輪傳動部分有問題,必須停泵檢查。
分析及措施:齒輪齒面上有一些均勻的點蝕是正常的,但是點蝕逐漸擴大,造成輪齒掉塊,就會因嚙合不好發(fā)出異常聲音,這種異常聲音出現(xiàn)有一定規(guī)律。造成輪齒掉塊因素是多方面的。主要因素是與齒的材質(zhì)有關(guān),如果材質(zhì)不達標,熱處理不過關(guān),就會造成齒輪耐磨性差,沖擊強度弱,使用時間不長就出現(xiàn)齒面磨損呈研磨狀,繼續(xù)使用就會輪齒掉塊。其次，可能是曲軸轉(zhuǎn)動圓周跳動量大引起的破壞性沖擊,齒根處產(chǎn)生較大彎曲應(yīng)力,再加上幾何形狀上存在應(yīng)力集中,使齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋并逐步擴展而斷裂。為減小沖擊,可采取選擇間隙在0.30～0.50mm范圍內(nèi)的支持軸承。為了提高齒輪的使用壽命,通常采用增大齒根過渡圓角,減小應(yīng)力集中;采用最合理的熱處理方法,使齒芯材料有足夠的韌性和硬度。達到齒面要硬,齒芯要韌。齒輪是整臺泵的核心,如果齒輪的剝落斷齒不及早排除,會導致軸承失效、殼體破裂、瓦蓋斷裂、螺栓切斷,最終整臺泵報廢。
三、主螺栓(瓦蓋螺栓)斷裂
診斷:如果主軸承座附近溫度偏高,而且動力端聲音異常，必須停泵檢查。
分 析及措施:某公司鉆井現(xiàn)場從2006年9月～2007年9月1年時間已經(jīng)有4臺F-1000泵和2臺F-1300泵發(fā)生主螺栓斷裂事故,主螺栓斷裂直接引起曲軸支持軸承因固定不可靠而損傷,同時也損傷了母螺紋,使泵殼無法再使用;同時也可能引起十字頭偏磨等機械失效。經(jīng)過宏觀斷口、化學成分、力學性能和低倍組織金相分析,鉆井泵主軸承螺栓的斷裂主要是由彎曲疲勞及螺紋根部嚴重的應(yīng)力集中造成的疲勞破壞。為了提高主軸承螺栓抗疲勞破壞的能力,建議從以下五方面采取措施:
在加工時除按要求對螺紋根部實施滾壓強化外,還應(yīng)保證螺紋根部R=0.4mm圓角與螺紋良好過渡,消除應(yīng)力集中;主螺栓材料為40CrNiMoA，調(diào)質(zhì)處理硬度要求達到為305～336HBS,確保調(diào)質(zhì)處理后的鋼材性能。精車螺紋的刀具應(yīng)嚴格按圖紙要求進行修磨,并用樣板進行檢查;確保泵的地基堅硬結(jié)實, 水平度不大于3mm，主軸承蓋上螺栓位置處所在平面的平整;在使用一段時間后,應(yīng)檢查主螺栓是否有松動，確保螺栓預(yù)緊力;保證泵兩個主軸承座同心度不大于 0.30mm。
根據(jù)以上原因分析及故障損壞統(tǒng)計(表2)可知，三缸單作用鉆井泵動力端故障產(chǎn)生原因是多方面的，跟多數(shù)人管理技術(shù)水平、安裝、保養(yǎng)及操作人的素質(zhì)及重視成度有關(guān)。若能充分重視，則能夠?qū)€@井泵的平均修理間隔期時間延長，使鉆井泵的可靠性和利用率得到大幅提高。
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