Основные причины отказов рабочей части грязевого насоса и меры по их предотвращению

Он грязевой насос, жидкостный конец является основным рабочим компонентом грязевой насосПодвергаясь непосредственному воздействию возвратно-поступательных ударов, эрозии и коррозии под воздействием бурового раствора высокого давления, отказ оборудования является одной из наиболее распространенных неисправностей в буровых работах, что напрямую приводит к нестабильному давлению насоса, недостаточному объему перекачки и даже к остановке бурения и снижению производительности. На основе полевой практики основные причины отказов и практические решения по их предотвращению суммированы следующим образом:

I. Износ и выход из строя уплотнений клапанного узла (корпус клапана / седло клапана)

Причины:Он грязевой насос корпус клапана и клапансиденье Они постоянно подвергаются воздействию бурового раствора с высоким давлением и содержанием песка, что приводит к эрозии, образованию ямок и деформации. Усталостное разрушение пружин клапанов препятствует надлежащему закрытию клапана и вызывает обратный поток для сброса давления, что приводит к сильным колебаниям давления, уменьшению рабочего объема, утечке уплотнений и даже невозможности создания нормального рабочего давления.

• Эрозионный износ: Высоковязкий буровой раствор с высоким содержанием песка под высоким давлением разъедает уплотнительные поверхности, образуя ямки и бороздки, которые в конечном итоге приводят к нарушению герметичности и внутренней утечке.
• Усталость пружин и конструктивных элементов: Пружины клапанов грязевого насоса Под воздействием высокочастотных возвратно-поступательных движений они подвержены усталостному разрушению. Недостаточная прочность материала или неадекватная предварительная нагрузка на направляющие и фиксаторы могут привести к поломке или отсоединению, вызывая эксцентрический износ и заклинивание корпуса клапана.
• Засорение посторонними предметами: Недостаточная очистка бурового раствора позволяет буровому буровому раствору попадать в него буровым шламом, отслоившейся резиной шлангов и другими обломками. узел клапана грязевого насосаэто препятствует правильной установке клапана и приводит к нарушению герметичности.

Профилактические меры:

• Модернизация материалов:Для обеспечения превосходной стойкости к эрозии и износу выбирайте высокохромистые сплавы, азотированную сталь или износостойкие материалы с поверхностным покрытием для корпусов клапанов, седел клапанов и гильз.
• Соответствие стандартам API:Поставляйте оригинальные или OEM-запчасти высокого качества, сертифицированные по стандартам... API 7K или более высокие стандарты, чтобы избежать преждевременного выхода из строя, вызванного некачественной продукцией без маркировки.
• Надёжный контроль:Строго контролировать содержание песка в буровом растворе, обеспечивать эффективную работу вибросита, пескоотделителей и другого оборудования для контроля твердых частиц с целью уменьшения эрозии частицами.
• Регулярное техническое обслуживание: Разберите и осмотрите клапанный узел через заданные интервалы бурения (например, каждые 500 м), замените изношенные пружины и уплотнительные элементы.
• Стандартизированная сборка:Обеспечьте соосность клапанного узла, затяните фиксаторы с заданным моментом, чтобы избежать эксцентрического износа и отсоединения.

II. Аномальный износ и задиры гильз и поршней

Причины:Высокое содержание песка в буровом растворе и недостаточная смазка приводят к задирам в каналах гильз и быстрому износу резиновых уплотнений поршней. Неправильная сборка или биение гильз усугубляют проблему с уплотнением, вызывая утечку жидкости и недостаточное давление. Гильзы и поршни образуют критически важную пару для создания давления в жидкости, и их поломка непосредственно приводит к внутренней утечке в рабочей части буровой установки.

• Абразивный износ: Частицы песка в буровом растворе действуют как абразивы между гильзой и поршнем, ускоряя истирание внутренней поверхности гильзы и износ резиновых уплотнений поршня, что увеличивает зазор в узле.
• Плохая смазка: Недостаточная смазка между гильзами и поршнями вызывает сухое или полусухое трение, что приводит к старению и растрескиванию резиновых уплотнений поршней, а также к коррозии и растрескиванию гильз, в результате чего снижается герметичность.
• Неправильная сборка:Неправильное расположение гильз или эксцентричная установка поршня/поршневого штока создают неравномерные локальные напряжения, вызывая односторонний быстрый износ и сокращая срок службы.

Профилактические меры:

• Уменьшить содержание песка:Обеспечить эффективную работу вибрационные установки для сланца, пескоотделители и илоочистители Строго контролировать содержание твердых частиц и песка в буровом растворе, минимизируя абразивный износ в источнике загрязнения.
• Оптимизация потока жидкости: Правильно отрегулируйте вязкость бурового раствора, прочность геля и значение pH; используйте высококачественные присадки для снижения воздействия коррозионных сред на цилиндры с буровым раствором. Регулярно наносите специальную смазку или консистентную смазку для устранения сухого трения.
• Выбор вкладыша: Для увеличения срока службы используйте износостойкие гильзы с обработкой поверхности для повышения ее прочности, например, хромированием или азотированием.
• Стандартизированная установка: Проверьте соосность гильзы с помощью индикатора часового типа, равномерно затяните сальники гильзы, чтобы избежать эксцентриситета и деформации.
• Периодическая проверка:Регулярно измеряйте внутренний диаметр гильзы и зазор в поршневом узле; заменяйте изнашиваемые детали, когда зазоры превышают допустимые значения.

III. Растрескивание и коррозионное пробоивание корпуса гидравлического цилиндра

Причины:Длительное воздействие высокочастотного давления вызывает усталостное растрескивание. Коррозионные среды (соли, кислые или щелочные добавки) в буровом растворе вызывают точечную и коррозионную стойкость, что в тяжелых случаях приводит к утечке или даже разрыву. Поскольку корпус гидроцилиндра является компонентом, удерживающим давление под высоким давлением, его выход из строя может привести к поломке оборудования или инцидентам, связанным с безопасностью.

• Ударное давление и усталость: Скачки давления (эффект гидравлического удара) во время запуска и остановки грязевого насоса, регулировки параметров или работы под избыточным давлением подвергают гидравлический цилиндр сильным циклическим нагрузкам, вызывая усталость металла, микротрещины и их постепенное распространение.
• Коррозионные повреждения: Аномальные значения pH, соли или химические добавки в буровом растворе вызывают точечную коррозию или коррозию под напряжением на внутренней стенке цилиндров с буровым раствором, уменьшая толщину стенок и прочность конструкции, что в конечном итоге приводит к разрыву.
• Дефекты материалов и обработки:Некачественный материал цилиндра или неадекватная термообработка (недостаточная твердость, низкая ударная вязкость) приводят к низкой ударопрочности и коррозионной стойкости, что ведет к преждевременному выходу из строя.

Профилактические меры:

• Работа без избыточного давления: Эксплуатируйте насос строго в пределах номинального давления; избегайте скачков давления и перегрузок, чтобы предотвратить ударную перегрузку.
• Контроль материалов: Используйте баллоны для жидкостей из высокопрочной легированной стали, соответствующие стандартам API и прошедшие соответствующую термообработку.
• Контроль коррозии: Регулируйте pH и соленость бурового раствора, применяйте ингибиторы коррозии для снижения химического воздействия.
• Неразрушающий контроль:Периодически проводите магнитопорошковый или ультразвуковой контроль баллонов с жидкостью для выявления микротрещин на ранней стадии и своевременной замены.

IV. Резюме

Выход из строя рабочей части бурового насоса происходит не случайно, а в результате сочетания четырех факторов: материала, условий эксплуатации, сборки и технического обслуживания. За счет выбора высокоэффективных деталей, строгого контроля содержания твердых частиц в буровом растворе, стандартизации сборки и капитального ремонта, а также создания системы профилактического обслуживания, процесс старения рабочей части насоса может быть эффективно замедлен, а частота отказов значительно снижена.

В полевых условиях рекомендуется переход от реактивного подхода «ремонт после поломки» к проактивному ежедневному контролю состояния бурового оборудования. Такой подход не только существенно снижает затраты на техническое обслуживание, но и обеспечивает безопасные и эффективные буровые работы.