鉆井泵故障診斷方法的探索與實(shí)踐

代炳曉 李文 夏朝旭

摘要：石油是促進(jìn)廣大民眾生活質(zhì)量不斷提高，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性能源，被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活以及工業(yè)生產(chǎn)中?，F(xiàn)階段，隨著工業(yè)活動(dòng)的進(jìn)一步頻繁，各個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)石油能源的需求與依賴日益加深。所以，各大石油公司都不斷的在加大石油的勘探與開采規(guī)模，以確保能源的及時(shí)供應(yīng)。鉆井是石油開采的重要手段，鉆井過程的實(shí)現(xiàn)離不開各種器械設(shè)備的有力支撐，鉆井泵就是其中極為重要的工具之一。

關(guān)鍵詞：鉆井泵;故障診斷方法;探索與實(shí)踐

前言：在全球經(jīng)濟(jì)一體化加速發(fā)展的新形勢(shì)下，石油行業(yè)也邁入了新的發(fā)展時(shí)間。與其他行業(yè)所不同的是，我國(guó)的石油開采已經(jīng)進(jìn)行了是相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，多數(shù)油田進(jìn)入開采的中后期階段，對(duì)開采技術(shù)與管理提出了更大的挑戰(zhàn)。一方面是市場(chǎng)的高需求，另一方面是開采的高難度。這種情況下，不僅考驗(yàn)開采的技術(shù)，對(duì)開采設(shè)備的狀態(tài)更是提出了更高的要求。鉆井泵作為開采作業(yè)的重要設(shè)備組成，其正常、穩(wěn)定、高效運(yùn)行在鉆井作業(yè)中起著舉足輕重的作用。然而由于鉆井作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致鉆井泵出現(xiàn)的故障的頻率越來越高。在此情況下，正確的故障診斷及排除在石油的開采中就顯得極為重要。同時(shí)也是安全鉆井、高效生產(chǎn)的重要前提，對(duì)石油的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就鉆井泵常見的故障現(xiàn)象及排除方法進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，并提出幾點(diǎn)有關(guān)鉆井泵管理與使用的措施與建議，以供參考。

1.導(dǎo)致鉆井泵出現(xiàn)故障的原因

導(dǎo)致鉆井泵出現(xiàn)故障的原因是多方面的，主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：一是鉆井泵自身的質(zhì)量問題，鉆井泵在生產(chǎn)的過程中或是因?yàn)樯a(chǎn)工藝，或是由于原材料的原因，但卻沒有被嚴(yán)格的檢測(cè)出來，導(dǎo)致泵組在出廠之前就存在的一定的缺陷，那么在使用過程中，時(shí)間一長(zhǎng)，再加上鉆井泵所使用的環(huán)境就比較惡劣。眾所周知，鉆井過程的泥漿，油污等都會(huì)對(duì)鉆井泵的運(yùn)行造成的一定的負(fù)擔(dān)與影響，再加上鉆井泵本身的問題就加大了出現(xiàn)故障的幾率;二是鉆井泵使用與管理不當(dāng)導(dǎo)致的故障，鉆井泵的使用會(huì)受到環(huán)境，操作的方式，以及養(yǎng)護(hù)的方法等多方面的影響。比如，操作上的不規(guī)范，鉆井泵的操作是有嚴(yán)格的流程與規(guī)范的，由于操作人員缺少相應(yīng)的意識(shí)，完全以自己的習(xí)慣操作出發(fā)，長(zhǎng)期不合理的使用方式導(dǎo)致鉆井泵埋下故障隱患;養(yǎng)護(hù)上的不及時(shí)，部分設(shè)備維護(hù)人員設(shè)備管理意識(shí)淡薄，對(duì)待工作應(yīng)付敷衍，沒有落實(shí)好鉆井泵的相關(guān)安裝、維護(hù)保養(yǎng)程序及現(xiàn)場(chǎng)管理工作，鉆井泵缺少應(yīng)有的防護(hù)，比如在露天使用時(shí)缺少應(yīng)有的防護(hù)罩，任由其在露天野外經(jīng)受風(fēng)吹雨淋。而且日常維護(hù)保養(yǎng)也沒有做好，定期的維修檢查記錄只是一種形式，只是在書面將多次的記錄一次性補(bǔ)齊，并沒有將維護(hù)保養(yǎng)工作落實(shí)到日常中，這就導(dǎo)致鉆井泵的性能大打折扣，容易造成鉆井泵液力或是動(dòng)力端出現(xiàn)故障。并且設(shè)備管理的值班制度也沒有嚴(yán)格落實(shí)到位，領(lǐng)導(dǎo)層尤其喜歡遠(yuǎn)程指揮，一些老舊的，帶病運(yùn)行的鉆井泵并沒有被有效識(shí)別出來，無形中埋下了故障隱患。這些問題都是導(dǎo)致鉆井泵等設(shè)備出現(xiàn)故障的主要原因，故障會(huì)造成鉆井作業(yè)中斷，嚴(yán)重影響石油的開采進(jìn)度，不僅推高了企業(yè)的生產(chǎn)成本，還一定程度上影響了市場(chǎng)的需求。

2.鉆井泵常見的故障分析

鉆井泵常見的故障主要有幾個(gè)方面：一是液力端出現(xiàn)故障，導(dǎo)致液力端出現(xiàn)故障的原因是由于液力端的易損件被沖蝕、破壞或磨損。這是因?yàn)橐毫Χ说呐懦鲩y、吸入閥、用來密封泥漿的密封鋼圈等易損件在鉆井泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受到活塞在虹套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)等產(chǎn)生的沖擊與摩擦等影響而造成閥體、閥座等磨損，同時(shí)散熱不良，密封不良等都會(huì)造成液力端出現(xiàn)故障;二是動(dòng)力端出現(xiàn)故障，動(dòng)力端是鉆井泵的動(dòng)能的供給端，主要由大小齒輪、軸承、螺栓以及十字頭總成等組成，其中大小齒輪是鉆井泵動(dòng)力輸出的關(guān)鍵部件，高溫，過載以及潤(rùn)滑不良或失效都會(huì)造成齒輪與齒面膠合，導(dǎo)致齒面磨損，從而出現(xiàn)動(dòng)力端的故障。此外，軸承以及主螺栓在交變應(yīng)力的作用下會(huì)出現(xiàn)材料疲勞而被破壞。十字頭與導(dǎo)板的接觸面若有雜質(zhì)進(jìn)入也會(huì)造成導(dǎo)板面磨損而出現(xiàn)動(dòng)力故障。

3.鉆井泵故障分級(jí)

故障分級(jí)是以嚴(yán)重程度來進(jìn)行劃分的，根據(jù)故障程度的不同來制定不同的檢修計(jì)劃。故障分為嚴(yán)重與輕微級(jí)別，嚴(yán)重的故障必須進(jìn)行停產(chǎn)維修，如各種主螺栓、排出閥、吸入閥彈簧、大小齒輪、軸承、滾柱斷裂問題就屬于嚴(yán)重故障，需要停產(chǎn)大修。而一般的齒輪磨損變形、閥體閥座磨損以及活塞仿磨虹套，十字頭導(dǎo)板磨損間隙增大等則屬于輕微故障。所耗費(fèi)的維修時(shí)間短，對(duì)生產(chǎn)的影響不大。

4.鉆井泵故障診斷

通常鉆井泵可采取振動(dòng)診斷技術(shù)進(jìn)行診斷，因?yàn)殂@井泵在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，其振動(dòng)的值以及頻率都會(huì)有一定的規(guī)律，當(dāng)鉆井泵出現(xiàn)故障時(shí)振動(dòng)信號(hào)也會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)異常，通過監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)，采用波形分析法或頻譜分析法便可以有效的分析出故障類型，并根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的維修措施。振動(dòng)診斷技術(shù)具有信息化時(shí)代特征，智能性顯著。診斷步驟分為六步，一是確定診斷范圍，二是根據(jù)不同的需要來確定診斷方案;三是確定診斷方案后在鉆井泵上安裝相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器;四是利用標(biāo)準(zhǔn)識(shí)別法與圖像識(shí)別法對(duì)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;五是根據(jù)數(shù)據(jù)分析做出相應(yīng)的決策，給出科學(xué)的檢修建議;六是對(duì)診斷結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證是方式是結(jié)合檢修人員現(xiàn)場(chǎng)所反饋回來的詳細(xì)的故障現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，如有差異則需對(duì)診斷方法進(jìn)行改進(jìn)，使之更為精準(zhǔn)高效。

結(jié)束語：要保證石油開采與生產(chǎn)過程的正常順利，必須加強(qiáng)開采設(shè)備的管理與維護(hù)。所以，鉆井泵的使用狀態(tài)除了與其自身的質(zhì)量有關(guān)外，科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，以及使用過程中的密切監(jiān)測(cè)都是確保其狀態(tài)良好的重要前提。此外，設(shè)備的狀態(tài)以及安全很大程度上決定了鉆井質(zhì)量和井下安全。所以，要加強(qiáng)鉆井泵及其它周邊設(shè)備的使用和管理，做好鉆井泵的日常維護(hù)，為油田的高效生產(chǎn)提供保障，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高效率的完成油田開采工作的目標(biāo)。

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