柱塞泵總成不易取出的原因及應(yīng)對措施

陳平君 張翼翔 韋超 郭劍青 高永恒(中國石油冀東油田公司陸上作業(yè)區(qū)， 河北 唐山 063299)

柱塞泵總成不易取出的原因及應(yīng)對措施

陳平君 張翼翔 韋超 郭劍青 高永恒(中國石油冀東油田公司陸上作業(yè)區(qū)， 河北 唐山 063299)

本文分析了柱塞泵總成不易取出的主要原因是總成和泵體接觸面腐蝕和取出過程中軸向受力不均，設(shè)計(jì)出一個帶有頂桿結(jié)構(gòu)的柱塞泵總成取出器，并在實(shí)際運(yùn)用中對取出器結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行優(yōu)化。

柱塞泵；總成；原因；取出器

柱塞泵是油田注水采油過程中常用的大型設(shè)備,其維護(hù)也是注水工的一項(xiàng)日常工作，維修柱塞泵總成更是讓廣大柱塞泵工聞風(fēng)喪膽的事，因?yàn)榭偝删S修過程中需要的大型工具多、人員多，外加柱塞泵房的高溫環(huán)境，維修過程中不但要消耗操作人員的大量體力，還存在較高的安全風(fēng)險。因此研制一個注塞泵總成取出器，能夠輕松、快捷、安全的取出柱塞泵總成具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 柱塞泵總成不易取出的原因

總成是柱塞泵的關(guān)鍵設(shè)備，一面通過柱塞連接柱塞泵的動力設(shè)備，一面連接柱塞泵的加壓設(shè)備完成注水的加壓任務(wù)，內(nèi)部還安裝有各種密封設(shè)備，總成不易取出主要包括以下兩個方面。

(1)腐蝕 柱塞泵的工作介質(zhì)為污水，這些污水都是從地下采出經(jīng)過油水分離后的水，礦化度非常的高，對鋼鐵設(shè)備具有極強(qiáng)的腐蝕性，有些污水中還有較高的硫含量，加上柱塞泵在運(yùn)行過程中的加壓產(chǎn)生大量的熱量，使得總成的運(yùn)行溫度一般都在45℃以上，這些都有利于腐蝕的產(chǎn)生。柱塞泵的總成拆卸周期一般在6個月左右，長期的腐蝕會使柱塞泵和總成基本連為一體，中間的縫隙間都會形成大量的垢，從而造成總成拆卸極端的困難。

(2)拆卸方式不當(dāng) 造成總成不易拆卸的另一個原因就是拆卸方式不當(dāng)，傳統(tǒng)的總成拆卸方式就是將壓蓋螺絲拆掉后用大錘砸總成端蓋，從而通過強(qiáng)勁的敲擊外力將總成取出。這種取出方式存在兩種弊端，一是在砸的過程中必須用力，否則總成根本取不出來，總成在不斷的受力過程中不可避免的產(chǎn)生橫向形變，本來總成和柱塞泵直接連接就非常精密，之間的縫隙就非常小，總成在受外力產(chǎn)生形變后縫隙就更小，這些都會變成阻礙總成被取出的阻力；其次在敲擊的過程中總成不是均勻受力，造成表面上總成受到了很大的敲擊力，但是讓總成產(chǎn)生軸向位移的有效力非常小，結(jié)果是不停的敲擊中絕大多數(shù)都在做無用功。

2 總成取出的解決措施

(1)使用頂桿結(jié)構(gòu)將總成頂出 我們設(shè)想將柱塞泵后端端蓋卸下，取出凡爾和相關(guān)套件，并在后端蓋和總成之間放入一根頂桿，重新安裝后端蓋，在安裝過程中通過均勻擰緊螺栓使頂桿將總成頂出。

在實(shí)際操作中將直徑合適的圓柱形鋼材作為頂桿焊接在鋼板上，鋼板形狀與注塞泵泵頭端蓋基本相同，并在鋼板上開孔，孔徑的直徑大小、位置與泵頭端面螺孔位置相對應(yīng)，通過均勻擰緊螺栓使頂桿將總成頂出。這種方式能夠較為輕松的取出總成，但是在使用的過程中發(fā)現(xiàn)，由于總成及其他配件長期與污水接觸，配件表面結(jié)垢，導(dǎo)致總成與泵體之間產(chǎn)生大量鐵銹，若要將總成頂出，必須在頂桿上施加很大的作用力，也就是說螺絲必須承受很大的作用力，因此在擰緊螺栓的過程中很容易造成對螺栓及螺孔的傷害。另一方面由于制造的端蓋同樣需要4個螺絲固定在泵體，也就是說在擰緊螺絲取出總成的過程中必須均勻的對4個螺絲同步擰緊，否則同樣造成總成在軸向受力不均問題，而在實(shí)際維修操作中4個螺絲同步擰也是費(fèi)時費(fèi)力的操作。

(2)對頂桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn) 為解決端蓋螺絲受力過大而損壞和在頂進(jìn)過程中總成軸向受力不均問題，我們在原工具的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn)。將頂桿加長并在后端套處螺紋，將鋼板中心部位開螺孔，再操作時先將鋼板在泵頭上固定好，再通過擰緊頂桿將總成頂出。這樣端蓋上的螺絲一直處于緊固狀態(tài)，不會對螺桿和螺紋造成損壞，另一方面由于是在總成的縱向中心軸線方向擰一個桿，就會避免軸向受力不均問題，所施加在頂桿上的力全部是頂出總成的有用功。但是在實(shí)際中同樣出現(xiàn)兩個問題，一是頂桿直徑過大會使工具重量過大，不易操作，同時頂桿螺紋由于潤滑問題不好解決也易損壞。若頂桿直徑過小，普通鋼材的強(qiáng)度又不夠，容易彎曲，螺紋更易損壞。二是由于受力較大，頂桿轉(zhuǎn)動時，頂桿前端與總成接觸面之間的摩擦?xí)粩嗟膶偝稍斐蓳p傷。

(3)對總成取出器結(jié)構(gòu)再次優(yōu)化 在上一次改進(jìn)中，我們已經(jīng)能夠非常輕松、便捷安全的取出總成，但是總成取出器還存在自身螺紋潤滑和保護(hù)總成的問題，為此我們進(jìn)一步對工具進(jìn)行了改進(jìn)，在頂桿潤滑中我們采用了閘門絲杠的潤滑結(jié)構(gòu)增設(shè)了頂桿總成，內(nèi)置銅套，及兩個軸承，頂桿總成上設(shè)有黃油加注孔在使用過程中對螺紋進(jìn)行潤滑，同時利用廢舊350型高壓閘門的絲杠作為頂桿。頂桿總成的作用是將原來頂桿的螺旋轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，解決了因頂桿旋轉(zhuǎn)摩擦損傷總成端的問題。為進(jìn)一步保護(hù)總成，避免總成在取出的過程中被損壞，我們在頂桿的前端即頂桿與總成的接觸面上加裝了材質(zhì)較軟銅制墊片，完全解決了對總成的傷害問題。

我們將改進(jìn)后的柱塞泵總成取出器用于柱塞泵的總成維修實(shí)驗(yàn)，在26次總成維修中平均降低維修時間一半以上，其中以前最艱難的工作就是取出總成，使用取出器后的取出時間僅為以前的五分之一。

3 結(jié)語

柱塞泵總成難于取出主要是由于污水長期的腐蝕使得總成和泵體連為一體不易取出，同時傳統(tǒng)的依靠敲擊的取出方式會由于敲擊點(diǎn)過于集中,敲擊力過大使得總成軸向受力不均勻，導(dǎo)致機(jī)件受損。而通過設(shè)計(jì)新的總成取出器可以輕松巧妙的取出柱塞泵總成，且不會損傷機(jī)件。

陳平君(1973- )，2007 年畢業(yè)于中國石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)為采油高級技師，主攻采油注水創(chuàng)新工作。