摘要:目前F—1300钻井泵是各个钻井公司使用最多的钻井泵,钻井泵是钻井装备八大件之一;是钻井循环系统的心脏;是钻机的三大工作机组之一。保证钻井泵正常运转是钻井安全生产和降本增效的重要保障;是处理和判断钻井复杂情况的晴雨表。其中钻井泵液力端的好坏是保证钻井泵正常工作的关键;是平时出现问题和维修的重点。所以利用现场条件对液力端出现的问题及时判断维修,才能更好的保证钻井泵正常运转和钻井的高效生产。
关键词:F—1300钻井泵;液力端;日常检查、问题判断;维修。
F—1300钻井泵是在钻井过程中以高压向井底输送高粘度、大比重和含砂量较高的钻井液,用以冷却钻头、冲刷井底、破碎岩石、携带岩屑、为动力钻具提供动力以及处理井下复杂情况等重要钻井设备。
1、F—1300钻井泵特点参数、结构、原理
F—1300钻井泵是三缸单作用活塞泵,与双缸双作用泵比,其特点是:具有排量大并且均匀、压力高并且波动小、体积小重量轻、更换易损件方便、维护保养经济简单、机械效率高等特点。其最大缸径为180mm、额定功率960kw、额定冲数120spm、冲程长度304.8 mm、阀腔API 7 #、齿轮速比4.206.180mm缸套,额定压力为18.53Mpa,排量每冲23.269L、170mm缸套额定压力为20.69 Mpa,排量每冲20.755L、150mm缸套额定压力为26.67 Mpa,排量每冲16.159L.
F—1300钻井泵主要由动力端和液力端两大部分组成。其中液力端包括液缸、缸套、活塞、活塞杆、卡箍、阀座、阀体、阀盖及缸盖、吸入管及排出管、空气包、安全阀、喷淋装置等。
F—1300钻井泵工作原理:钻井泵动力端通过皮带(链条、万向轴)带动泵的主轴旋转,再通过曲轴连杆机构使活塞向缸套外移动,缸内形成负压,钻井液罐内液体通过吸入管在大气压的作用下,顶开吸入阀进入缸内,直到活塞移到最外位置完成吸入过程。活塞开始向缸套内移动,缸内液体受到活塞挤压而压力升高。吸入阀关闭,排出阀被顶开,液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇,完成排除过程。总之就是液力端的活塞借助于动力端的动力在缸套内作往复运动,与吸入阀和排出阀联合作用,将低压钻井液压缩后,排出钻井需要的高压钻井液。
2、F—1300钻井泵液力端现场发现问题及原因
1)泵压下降、泵压表指针较平稳、水龙带无波动。
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a.早期活塞刺漏或倒扣;
b.阀刺漏或倒扣;
c.安全阀刺漏;
d.回水阀门没关严或刺漏;
e.缸头、缸盖、缸套垫子损坏。
泵压下降缓慢0.5-1Mpa,排量无明显变化。
如果没有上述问题就要检查:
a.动力端是否丢转;如皮带松打滑、柴油机降转。
b.钻井液性能发生变化;如粘度比重降低、加入润滑剂。
c.溢流和井涌的预兆;
d.泵压表损坏;
e.排水管、高压管汇及闸阀刺漏或者形成短路循环。
如果地面没有问题、排量正常的情况下就应该考虑是否井下钻具刺漏,钻头水眼掉等问题了。
2)泵压下降、泵压表指针不稳、水龙带有波动。
在现场这种情况比较多,处理起来比较复杂。液力端的问题主要有:
a.丢缸:如阀卡死或垫住、阀弹簧断裂、阀压板卡死、阀扶正块损坏或脱落、活塞损坏倒扣严重或脱裤子。
b.吸气:如钻井液罐液面高度不够、钻井液内含气量大、吸入管封闭不严或损坏、吸入滤网堵塞、缸头缸盖封闭不严、缸套丝扣圈未紧、缸套上下晃动、活塞与缸套间隙太大、新阀与旧阀座封闭不严、阀座没一起更换造成三个缸排量不匹配等。
c.空气包气囊损坏或压力低。
3)泵压上升液力端的原因很少,主要是泵出口管滤网堵塞。其他原因很多如:柴油机转数升高、钻井液性能变化、井深的变化、钻头水眼堵塞、包钻头、缩颈、井塌、动力钻具损坏等。
总之,早期发现和预防液力端的问题就需要操作人员对设备加强巡查,做到四懂三会,不断提高技术及实操水平。钻井泵的使用施行定人、定质、定量、定点、定期检查。发现问题及时排查整改,不许带隐患作业,以防止复杂事故发生造成经济损失。特别是现在动力钻具在钻井中的使用以及井控要求的提高,钻井泵的正常运转至关重要。由此可见,在石油钻井勘探开采过程中,钻井泵发挥着不可或缺的作用。总之,钻井泵液力端的好坏直接影响钻井生产的速度与安全。维护好钻井泵液力端是钻井泵正常运转的基础,是钻井生产的关键。
参考文献:
黄国志,钻井司钻,北京工业出版社,1993.6。
马桂成、张旭光,石油钻井作业操作规范与管理,北京石油工业出版社2002.9。
刘镇定、国外石油机械,1999.6
论文作者:张宝,齐志民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/4
标签:活塞论文; 液力论文; 缸套论文; 动力论文; 排量论文; 钻头论文; 钻井液论文; 《基层建设》2019年第9期论文;