鉆井泵液力端故障判断与分析论文.docVIP

钻井泵液力端故障判断与分析 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。 钻井二公司从很早开始使用F-1300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： 清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井底清洁 平衡地层压力，稳定井壁，防止井塌、井喷、井漏 传递水功率，以帮助钻头破碎岩石。 为井下动力钻具传递动力。 冷却润滑钻头钻具。 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、F-1300泥浆泵的结构： 在这里我们主要以F-1300泥浆泵的液力端为主要讨论的方面，F-1300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、F-1300泥浆泵的工作原理： F-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。 四、钻井泵的液力端常见的几种影响钻井液压力的故障 钻井泵的压力一般为钻井泵排出的钻井液压力，长期以来，一般钻井泵输送的洗井液为钻井液，由于净化系统的处理能力与钻井液的配方不同，当钻井液中含有比较多的固相或含砂较多时，钻井泵在长时间的往复式运动下，活塞与缸套，凡尔体与凡尔座之间会发生疲劳与磨损，或其它因质量问题造成的其它故障，使正在正常运转的钻井泵产生压力波动，进而影响了正常的钻井生产，特别是现在使用无线随钻仪器以来，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，直接危害到钻井的安全生产。 液力端常见的几种故障： 缸套、活塞的损坏与磨损。 缸套与活塞的损坏包括几种情况：一是正常的磨损，使配合间隙增大。二是活塞胶碗损坏。 凡尔体与凡尔座的损坏。 凡尔体与凡尔座的损坏有几种情况，一是本体密封面刺坏，二是质量问题造成的扶正块断裂，三是弹簧断裂，四是扶正压板脱落等。 凡尔体卡死或异物阻卡 凡尔体卡死原因较多，但现场异物卡死现在也时有发生，比如泥浆净化不严格，上水管胶皮脱落等。 上水管密封不严。 空气包压力不足。 五、泵液力端故障对压力的影响 一般的F-1300泥浆泵的上诉故障，大多都能对泵压产生不同的影响，但是影响的反映应分为两种，一种是造成的压力的降低，二是造成的压力的波动，应将二者区分开来。 (一)造成泵压降低的几种常见故障： 1、活塞与缸套刺坏。 2、凡尔体与凡尔座刺坏 当我们发现泵压降低时，我们首先要排除的是地面设备的故障或其他原因，除了液力端的问题外，我们还就排除的以下地面故障及原因主要在以下的几个方面： 柴油机转数是否调整。 泵传动皮带因雨季造成的摩阻减少（在无密封护罩的情况下） 地面整个高压管汇闸阀是否刺坏。 泵保险凡尔是否损坏造成的钻井液短路， 钻井液性能是否变化，如比重降低、粘度降低、加入润滑剂等 以上原因对压力的影响主要表现在以下的方式、现象及准确判断： 缸套、活塞、凡尔体及凡尔座刺坏使正常显示的泵压缓慢下降，但无波动现象发生，一般情况下泵压下降1MPa我们就会发现，判断这类故障也及其简单。 柴油机转数的调整，对泵压的影响因为调节的辐度大小影响也不一样，但绝不会引起泵压的波动，泵压平稳降低或增大。 雨季因皮带摩 阻减小而影响泵压的变化一般在1MPa左右，但泵压无波动，也不会再有变化。 高压闸阀刺坏对泵压的影响比较显著，一般在发现泵压下降1MPa时我们就可以及时的发现，如发现较晚，则泵压持续下降，但泵压无波动，这种现象可以根据回水管的回液或温度或声音来判断。 泵保险凡尔刺坏或短路，凡尔的活塞刺坏易被操作者忽略，在发现泵压下降后，有好多忽略了检查这里，以致于误判断为井下钻具的故障，给生产带