鉆井泵液力端的維護保養與焊接修理技術

方長傳

（中海油能源發展股份有限公司，北京100010）

液力端是鉆井泵的重要組成部分。以前一直以為液力端是一個非損耗件，因為它不像其他零件會被液體沖刷“刺”壞。如今，由于鉆井壓力不斷提高，造成鉆井泵液力端損壞現象時有發生。因此，要經常對液力端各零部件進行維護保養，對損壞的進行焊接修理，以延長液力端的使用壽命，保證鉆井泵的正常運轉。

1 維護保養

三缸鉆井泵液力端總成包括3個鍛造的泵頭、缸套、閥蓋及缸蓋、吸入管及排出管。其維護保養技術要求如下。

圖1 泵頭構造圖

1.1 泵頭（液缸體）

泵頭的構造如圖1所示，尺寸數據見表1。3個獨立的泵頭通過雙頭螺栓與動力端機架作金屬對金屬的連接，通過動力端機架的孔和位于泵頭上的“導向”凸臺來保證動力端及泵頭的對中。然而，為了獲得精確的對中，機架孔及泵頭“導向”凸臺上的結合面的溝痕、毛刺、臟物必須清除，否則兩者聯接后會產生“翹曲”或歪斜。

表1 泵頭構造尺寸數據

1.2 吸入管

吸入管用螺栓與每個泵頭連接，并用O形圈密封法蘭的結合面。要徹底清潔O形圈的槽內及泵頭底部O形圈密封面，在安裝吸入管前把O形圈放入，法蘭必須是金屬對金屬連接，以保證O形圈的密封。因此，在密封表面上的任何刻痕、溝槽或刺壞處，在安裝前必須予以修理。

在上緊吸入管螺栓以前，要先把3個泵頭上的螺栓旋好（松動，勿上緊），最后才用扭矩扳手上到表2所示的扭矩值。

表2 螺栓扭矩扳手

1.3 排出管

排出管螺栓上緊在每一個泵頭上，并在接合法蘭上用O形圈進行密封。在上緊排出管前，要徹底清潔泵頭上O形圈密封表面。必須形成金屬對金屬的連接以壓住O形圈。因此，在安裝前密封面上的任何刻痕、溝槽或刺壞都要修。

在上緊排出管螺栓以前，要先把3個泵頭上的螺栓旋好（松動，勿上緊），然后用扭矩扳手按表2所給定的扭矩值上緊泵頭與機架連接螺母。

1.4 缸蓋法蘭

可更換的缸蓋法蘭用螺栓上緊在泵頭面上，缸蓋法蘭須形成金屬對金屬的連接，以保證其端面和泵頭上的軸線垂直。因此，要確保在安裝前清除接合面上的毛刺、凸點和異物。

注意：在安裝缸蓋法蘭時，要使其“泄漏孔”在下面。缸蓋法蘭螺栓的上緊扭矩見表2。

2 焊接修理

當需要對正常磨損或刺壞的液力端孔部進行修理時，必須嚴格按下述焊接規程進行補焊，然后將補焊好的孔進行機械加工，加工后使孔的所有尺寸符合表1中規定的數據。而且，在所有情況下都要保持孔臺肩（安裝缸套、蓋等等）與孔的軸線成90°。

2.1 焊接規程

按30號碳鋼的焊接方法進行：①用氣刨或磨削方法清理焊區；②在焊接前要確認焊條是干燥的，如認為有必要，應放入烘干箱內烘烤除潮；③局部加熱焊區，在各方向其范圍至少為75 mm，加熱溫度為：120～180℃；④用A WS－AST M E－60－7018低氫焊條（例如：ADA M－Arc7018牌號）；⑤每焊完一道后要使溫度降回120～180℃后，再焊一道；當完全焊好后清理焊區，加熱至120～180℃，然后才允許自然冷卻。

2.2 修理

液力端修理通常分成2種類型：裂紋；刺壞。

1）裂紋的修理 ①磨除全部裂紋。若企圖用氣割的方法除去裂紋，只能造成裂紋發展速度大于金屬燒蝕速度，因此，不宜用這個辦法。②預熱。預熱的目的是使待補焊區擴大，這樣在冷卻過程中，預熱區和焊修區的冷卻較為一致。③消除焊接時出現熱裂，可防止在焊肉和基本金屬之間形成硬點，顯然，這種硬點是易產生疲勞裂紋的部位。裂紋的補焊按上述焊接規程進行。

2）刺壞的修理 當修理沖蝕（刺壞）的閥蓋孔時，最重要的是在車削或磨削時保持閥蓋座完全平整，并與螺紋軸線成90°。如圖2所示。閥蓋墊圈①裝在閥蓋孔頂部的沉孔內，構成金屬對金屬的貼合，墊圈被密封在磨削形成的低點，否則將會在閥蓋底端和閥蓋座座頂端間形成間隙，在壓力作用墊圈時擠出刺壞閥腔蓋。高點或低點同樣會使閥蓋位置形成“翹起”，由于2個配合的螺紋軸線不垂直，其后果是導致絲扣嚴重損傷。

圖2 修理沖蝕（刺壞）的閥蓋孔