泥漿泵盤根盒失效分析及結構改進

何建春，蔣啟珍，閻永林，劉 東，馮 春

（川西鉆探公司機電工程公司，四川遂寧 629000）

泥漿泵盤根盒失效分析及結構改進

何建春，蔣啟珍，閻永林，劉 東，馮 春

（川西鉆探公司機電工程公司，四川遂寧 629000）

根據常規F-1300/1600泥漿泵盤根盒的結構和工作原理，分析盤根盒在實際生產中的設計缺陷。設計新型泥漿泵盤根盒，采用雙向保護結構，從根本上解決盤根盒漏油和進泥漿的問題。

盤根盒；漏油；進泥漿；雙向保護

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.64

0 引言

泥漿泵是鉆機裝備的重要部件，目前國內鉆井普遍使用的F型泥漿泵，盤根盒作為泥漿泵動力端中間拉桿的動密封裝置，采用多級密封，以保證在中間拉桿往復運動過程中，動力端潤滑油與冷卻系統冷卻液之間相互不污染。泥漿泵使用一段時間后，盤根盒部位長期存在漏油和進泥漿問題，對泥漿泵的整機性能構成嚴重威脅。

1 結構組成及工作原理

（1）結構組成。常規F-1300/1600泥漿泵盤根盒結構如圖1所示，由雙唇油封、雙唇油封、浮動式油封環、2個O形密封圈鎖緊彈簧和填料盒體組成。所有密封均安裝在盤根盒內，2個雙唇油封同向，由鎖緊彈簧軸向定位。盤根盒固定在泥漿泵墻板上。

圖1 常規泥漿泵盤根盒結構

（2）工作原理。填料盒密封件安裝在填料盒盒體內，由鎖緊彈簧軸向定位，2個同向的雙唇油封在油封刃口壓力和自緊彈簧收縮力的作用下，對中間拉桿產生一定的徑向抱緊力，達到密封潤滑油沿中間拉桿滲漏的目的。2個O形密封圈的作用是防止冷卻液沿中間拉桿、填料盒盒體邊緣向動力端滲漏。在中間拉桿未下沉時保證動力端潤滑油與冷卻系統冷卻液之間相互不污染。

2 問題及原因分析

（1）漏油。泥漿泵使用初期，盤根盒密封效果良好，但在使用一段時間（約1年）后容易出現漏油現象。通過更換新油封和調整十字頭間隙等手段可以暫時解決漏油問題，但使用一段時間后仍出現漏油現象。

（2）油池進泥漿。更換缸套時，泥漿會流入水箱，如不及時清除，運轉時泥漿經噴淋泵吸入，由于中間拉桿偏心，冷卻液容易從雙唇油封處滲漏進入油池，污染潤滑油，縮短設備使用壽命，甚至造成設備損壞。

導致以上問題的原因是盤根盒設計時沒有考慮十字頭磨損會造成拉桿下沉的工作狀況，即十字頭由于磨損而下沉，中間拉桿也跟著下沉，盤根盒由于是固定在泥漿泵墻體上不能做相應調整，潤滑油順著上部較松的地方流出；由于中間拉桿偏心，冷卻液容易從雙唇油封處滲漏進入油池，從而污染潤滑油。

3 改進

（1）改進思路。分析常規F-1300/1600盤根盒在現場使用中存在的問題，針對常規盤根盒的缺點，確定采用分流控制的方法，解決泥漿泵漏油和進泥漿問題。

（2）改進設計。新型盤根盒在常規盤根盒的基礎上，增設1個反向的雙唇油封、導油隔圈及壓蓋，導油隔圈兩端分別設計導油和冷卻液通道，內孔設計O形密封圈，如圖2所示，新型盤根盒由盒體內2個同向的雙唇油封、浮動式油封環、O形密封圈及壓蓋內的1個反向雙唇油封組成，盒體內雙唇油封和壓蓋內雙唇油封之間設有導油隔圈，當雙唇油封出現滲漏時，滲出的潤滑油和冷卻液通過導油隔圈下端的缺口分別流回潤滑油池和冷卻液箱內。實現中間拉桿往復運動的雙向密封，保證動力端潤滑油與冷卻系統冷卻液之間相互不污染。特別是在泥漿泵長時間工作出現雙唇油封單邊磨損出現滲漏時，起到雙向保護作用。

圖2 新型泥漿泵盤根盒結構

（3）改進效果。新型泥漿泵盤根盒解決了漏油和進泥漿的問題，盤根盒密封件更換周期延長，節省了生產成本，減輕了工人的勞動強度。改進后的泥漿泵盤根盒已在川西鉆探公司廣泛使用，效果良好。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業出版社，1993.

［2］寶雞石油機械廠.F-1300/1600鉆井泵使用說明書［R］.2003.

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〔編輯 李 波〕