泥漿泵缸套噴淋冷卻系統(tǒng)改進(jìn)

1、泥漿泵缸套噴淋冷卻系統(tǒng)改進(jìn)江蘇井下海外項目部雷永明 歐陽波 李貴文 楊 斌 毛川榮 摘要：通過對NBQ25380泥漿泵缸套噴淋冷卻系統(tǒng)的技術(shù)改造，以達(dá)到節(jié)約配件材料費(fèi)用、縮短維護(hù)工作時間、減輕維修人員勞動強(qiáng)度的目的。前言：江漢四機(jī)廠生產(chǎn)的NBQ25380泥漿泵，缸套與柱塞膠皮的冷卻是通過隨機(jī)配置的一套噴淋冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際生產(chǎn)使用中，該系統(tǒng)存在導(dǎo)水軟管和冷卻支座容易堵塞、更換柱塞膠皮時冷卻支座的拆卸和安裝比較麻煩、冷卻支座固定螺釘及螺孔易生銹、增加維護(hù)作業(yè)時間和勞動強(qiáng)度。江蘇井下海外修井隊903隊，通過分析研究，設(shè)計并實(shí)驗，最終通過技術(shù)改造，解決上述問題，完善了該冷卻系統(tǒng)。正文一、課題的提

2、出1、NBQ25380泥漿泵缸套與柱塞膠皮的冷卻原理泥漿泵在鉆修井作業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，是通過柱塞膠皮在缸套內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生高壓液流滿足作業(yè)生產(chǎn)工序的需要。柱塞膠皮在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的過程中，膠皮與缸套內(nèi)壁的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱。這些熱量如果不被及時帶走，會加快膠皮與缸套內(nèi)壁的磨損，造成洗井液的漏失，污染環(huán)境并且影響作業(yè)需要的工作壓力。在泥漿泵出廠時，該冷卻系統(tǒng)是由儲水池、噴淋泵、齒輪油冷器、導(dǎo)水總管、導(dǎo)水管和冷卻支以及連接膠管等組成。如圖1所示。1、齒輪油冷卻器 2、離心噴淋泵 3、活塞總成 4、缸套 5、冷卻支座 6、導(dǎo)水軟管7、球閥 8、噴水總管 9、儲水池圖1 NBQ25380整改前的缸套活塞

3、冷卻原理示意圖儲水池內(nèi)清水經(jīng)噴淋離心泵增壓后，經(jīng)過齒輪油冷卻器，輸送到導(dǎo)水總管。導(dǎo)水總管上開有三個出水孔，通過接頭安裝三根導(dǎo)水管，三根導(dǎo)水管又通過接頭分別與三只冷卻支座的進(jìn)水口相連接。缸套端部開有一道環(huán)槽，冷卻支座通過緊固螺釘緊釘在缸套的環(huán)槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)冷卻支座的固定。冷卻支座由進(jìn)水口出向下鉆有垂直導(dǎo)水孔，垂直導(dǎo)水孔向下正對缸套內(nèi)圓處改為水平導(dǎo)水孔，孔口對準(zhǔn)缸套內(nèi)，如圖2所示。圖2 冷卻支座結(jié)構(gòu)圖當(dāng)冷卻水由導(dǎo)水管進(jìn)入冷卻支座進(jìn)水口a后， 順著垂直導(dǎo)水孔b再進(jìn)入水平導(dǎo)水孔c噴射進(jìn)剛套內(nèi)，實(shí)現(xiàn)冷卻作用。冷卻后的清水流向下面的儲水池中，再通過噴淋離心泵一直循環(huán)。冷卻支座如圖3所示，工作原理圖如圖4所示。圖

4、3 冷卻支座實(shí)物圖圖4 冷卻支座工作圖噴淋泵由變速箱輸入軸，通過皮帶傳動實(shí)葉輪現(xiàn)轉(zhuǎn)動。只要變速箱運(yùn)轉(zhuǎn)，噴淋泵就轉(zhuǎn)動，滿足了對齒輪油即時冷卻的需要。2、該冷卻系統(tǒng)在泥漿泵使用管理中出現(xiàn)的問題1）、更換活塞膠皮時操作時間長，超出甲方給定的維護(hù)期限，影響作業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行，加大維護(hù)人員的工作量。泥漿泵在使用中，由于活塞膠皮與缸套的正常磨損，經(jīng)常需要更換活塞膠皮。更換膠皮時，需要拆卸和安裝冷卻支座。由于冷卻支座一直與循環(huán)冷卻水接觸，加上冷卻水的溫度較高，極易腐蝕。特別是冷卻支座的固定螺釘與支座本體上的螺紋孔，腐蝕后難以拆卸（圖2）。固定螺釘使用的是M6的螺釘，常常與支座本體銹蝕在一起，拆卸時極易斷裂，斷

5、裂的部分留在支座本體內(nèi)，需要花費(fèi)時間取出；另外，如果支座本體螺孔銹蝕，將使支座無法固定，還需要在本體上焊接一只螺母以旋緊固定螺釘，更大大影響了更換膠皮的作業(yè)時間，同時增加了維護(hù)人員的工作量。更換膠皮操作時間的延長，超出甲方給定的修理時間，影響作業(yè)生產(chǎn)，也給隊伍的管理工作和信譽(yù)帶來影響。2、冷卻系統(tǒng)易堵塞造成冷卻效果不良冷卻水由倒水總管出來后，經(jīng)過倒水軟管進(jìn)入冷卻支座，再由支座內(nèi)水道噴出。由于導(dǎo)水軟管較長（0.6米），與導(dǎo)水總管和冷卻支座均由接頭連接，接頭的內(nèi)孔較?。焕鋮s支座內(nèi)水道由于腐蝕內(nèi)徑會變小，上述原因極易導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)堵塞。夜間作業(yè)時，由于燈光作用，較小的飛蟲落入儲水池，更加大了冷卻水道的

6、堵塞幾率。發(fā)生堵塞后的疏通工作同樣比較麻煩，需要拆掉導(dǎo)水軟管和冷卻支座進(jìn)行疏通，拆卸和安裝冷卻支座與更換膠皮時的拆卸工作相同。3、柱塞膠皮長時間使用發(fā)生漏失時，洗井液或者油污會進(jìn)入儲水池，增加儲水池水量，造成池內(nèi)液體溢出污染環(huán)境。由于儲水池位置較低，從放水口排污時污水不易收集，清洗儲水池比較麻煩。二、研究解決方案與實(shí)施技術(shù)改造1、研究、設(shè)計技術(shù)改造方案針對該系統(tǒng)存在的問題，903修井隊維護(hù)人員進(jìn)行認(rèn)真觀察和研究，反復(fù)修改設(shè)計圖紙，進(jìn)行了多次試驗，最終確定了下面的具體實(shí)施方案：1）、將導(dǎo)水總管由原來固定在曲軸箱上面，改為用活動卡子固定在缸套兩邊的框架上，去掉導(dǎo)水軟管以及接頭，減少堵塞幾率；2）、

7、去掉冷卻支座，使冷卻水直接噴射進(jìn)缸套內(nèi)，免去拆卸、安裝冷卻支座的操作步驟；3）、從導(dǎo)水總管的開孔處通過錐螺紋直接連接不銹鋼鋼管，鋼管下端做成彎頭伸進(jìn)缸套內(nèi)，直接向缸套內(nèi)噴水。這樣既避免了水道腐蝕，又縮短了水道，大大減小的堵塞的幾率；4）、保證不銹鋼導(dǎo)水管下端出水口一定的孔徑，增強(qiáng)冷卻效果；5）、導(dǎo)水總管與連接膠管使用防銹快速接頭連接，更換活塞膠皮時，導(dǎo)水總管可以方便的移開，不影響更換膠皮操作。6）、通過對導(dǎo)水總管的流程改造，滿足在作業(yè)過程，即使膠皮發(fā)生漏失，也能保持儲水池水位不變、清洗儲水池和更換冷卻水的功能。根據(jù)上述1-6的設(shè)計方案，改造后的冷卻系統(tǒng)示意圖如圖5所示。1、齒輪油冷卻器 2、離

8、心噴淋泵 3、活塞總成 4、缸套 5、噴水總管 6、快速接頭7、球閥 8、噴水彎管 9、儲水池圖5 技術(shù)改造后的冷卻系統(tǒng)示意圖3、技術(shù)改造具體實(shí)施方案確定后，維護(hù)人員進(jìn)行了各種設(shè)計和實(shí)驗，最終完成了改造后系統(tǒng)的安裝和使用，經(jīng)過測試，冷卻效果良好，主要的工作有：1）、加工不銹鋼導(dǎo)水管：導(dǎo)水管選用為就地取材，利用甲方下電潛泵時多余的電潛泵潤滑不銹鋼管，外徑為10mm，內(nèi)徑為8mm，截取合適的長度，一端加工出Z1/8的公扣，通過變扣（Z1/8母Z1/4公）與導(dǎo)水總管的出水口（Z1/4母扣）相連接；導(dǎo)水管下端制成彎曲狀，可以水平方向向缸套內(nèi)噴射冷卻水。如圖6、7所示。圖6 導(dǎo)水管與導(dǎo)水總管連接安裝示意

9、圖圖7 自加工的不銹鋼導(dǎo)水管2）、拆下導(dǎo)水總管，在兩端各焊接一個卡子，以便卡在缸套兩邊的框架上。在導(dǎo)水總管的三個出水口安裝加工好的導(dǎo)水管，如圖8所示。圖8 導(dǎo)水管實(shí)際安裝圖3）、在導(dǎo)水總管一端安裝一只球閥和一副3/4防銹低壓快速接頭，與現(xiàn)場的作業(yè)清水罐離心泵連接；另一端同樣安裝一副3/4防銹低壓快速接頭，并通過球閥、三通的組合，連接噴淋泵輸水管和連接至泥漿罐的排水管線，如圖4所示。即可實(shí)現(xiàn)方案（6）的所有功能。具體操作：（1）在正常作業(yè)洗井時，關(guān)閉球閥4（1、3），儲水池冷卻水經(jīng)噴淋泵、齒輪油冷卻器、輸水管線、球閥4（2）、快速接頭6至導(dǎo)水總管5，實(shí)現(xiàn)冷卻水循環(huán)冷卻；（2）當(dāng)膠皮發(fā)生漏失時，可

10、適當(dāng)開啟球閥4（3），儲水池多余的液體輸送到泥漿罐；（3）當(dāng)儲水池冷卻水變臟需更換并要清洗儲水池時，打開球閥4（1、3），關(guān)閉球閥4（2），此時用現(xiàn)場清水罐的清水進(jìn)行冷卻，同時噴淋泵將儲水池內(nèi)蓄水打入泥漿罐，循環(huán)一段時間后，儲水池便全部更換為清水；改造后的冷卻系統(tǒng)實(shí)際安裝圖如圖9所示。圖9 改造后的冷卻系統(tǒng)管匯安裝示意圖三、技術(shù)改造后經(jīng)濟(jì)效益與管理效益匯總1、大大縮短更換活塞膠皮所用的時間，減少維護(hù)人員的工作量改造之前，如能順利拆卸冷卻支座，更換單只柱塞膠皮需要半個小時左右；但如果發(fā)生銹蝕、難以拆卸和固定螺釘斷裂、螺孔滑扣的情況，則要幾個小時左右的時間，嚴(yán)重影響作業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度。改造后，更換活塞膠

11、皮時，直接將導(dǎo)水總管拿掉放在一邊即可，單獨(dú)更換一只柱塞膠皮只需要20分鐘即可完成。如此快速更換膠皮的操作，使得作業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行，得到甲方監(jiān)督的好評，提高了隊伍的管理形象。2、改造后，冷卻效果比之前更好，系統(tǒng)堵塞的幾率大大下降，由于采用了內(nèi)徑為8mm的不銹鋼導(dǎo)水管，直接與導(dǎo)水總管連接，中間去掉了接頭，噴水口與管徑保持一致，使得水道暢通，較之改造前4mm內(nèi)徑的水道流量更大，冷卻效果更好。使用中通過測量缸套膠皮溫度，基本與冷卻水溫度保持一致。由于新的導(dǎo)水管較短，整根內(nèi)徑保持一致，不銹鋼材料保持內(nèi)壁光滑，大大降低了發(fā)生堵塞的幾率，保證了膠皮缸套的即時冷卻。如偶爾發(fā)生堵塞時，將導(dǎo)水管拆下使用軟鐵絲疏通即

12、可，操作方便，便于維護(hù)人員的管理。而改造之前的疏通即頻繁又花時間。如圖10所示。圖10 整改后的單個缸套活塞冷卻圖4、改造之后，沒有再發(fā)生儲水池外溢污染環(huán)境事件；更換冷卻水和清洗儲水池變得簡單，方便了維護(hù)人員的操作，提高了對泥漿罐泵管理水平。3、省去了冷卻支座的使用，改造材料就地取材，節(jié)約材料費(fèi)用改造之前，由于銹蝕原因，每隔半年需更換一次冷卻支座，每次更換三只。目前903、904在用兩臺泥漿泵，以每只600元計算，每年更換6只需花費(fèi)購置費(fèi)7200元。改造之后為項目上節(jié)省了該項開支。改造材料快速接頭、球閥、接頭、三通，均為低壓防銹普通材料，價格低廉；導(dǎo)水管使用甲方廢棄的電潛泵輸油管，截取合適長度一端自加工扣型即可。達(dá)到既完成了技術(shù)革新，又實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。整改前后的材料使用情況如圖11所示。圖11 整改前后材料使用對比圖結(jié)束語本文