鉆井泵故障診斷方法的探索與實踐

代炳曉 李文 夏朝旭

摘要：石油是促進廣大民眾生活質量不斷提高，促進社會經濟持續發展的重要戰略性能源，被廣泛應用于社會生活以及工業生產中。現階段，隨著工業活動的進一步頻繁，各個行業的蓬勃發展，市場對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模，以確保能源的及時供應。鉆井是石油開采的重要手段，鉆井過程的實現離不開各種器械設備的有力支撐，鉆井泵就是其中極為重要的工具之一。

關鍵詞：鉆井泵;故障診斷方法;探索與實踐

前言：在全球經濟一體化加速發展的新形勢下，石油行業也邁入了新的發展時間。與其他行業所不同的是，我國的石油開采已經進行了是相當長的一段時間，多數油田進入開采的中后期階段，對開采技術與管理提出了更大的挑戰。一方面是市場的高需求，另一方面是開采的高難度。這種情況下，不僅考驗開采的技術，對開采設備的狀態更是提出了更高的要求。鉆井泵作為開采作業的重要設備組成，其正常、穩定、高效運行在鉆井作業中起著舉足輕重的作用。然而由于鉆井作業環境的復雜性，導致鉆井泵出現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。同時也是安全鉆井、高效生產的重要前提，對石油的可持續發展具有重要的現實意義。本文就鉆井泵常見的故障現象及排除方法進行簡要闡述，并提出幾點有關鉆井泵管理與使用的措施與建議，以供參考。

1.導致鉆井泵出現故障的原因

導致鉆井泵出現故障的原因是多方面的，主要體現在幾個方面：一是鉆井泵自身的質量問題，鉆井泵在生產的過程中或是因為生產工藝，或是由于原材料的原因，但卻沒有被嚴格的檢測出來，導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，時間一長，再加上鉆井泵所使用的環境就比較惡劣。眾所周知，鉆井過程的泥漿，油污等都會對鉆井泵的運行造成的一定的負擔與影響，再加上鉆井泵本身的問題就加大了出現故障的幾率;二是鉆井泵使用與管理不當導致的故障，鉆井泵的使用會受到環境，操作的方式，以及養護的方法等多方面的影響。比如，操作上的不規范，鉆井泵的操作是有嚴格的流程與規范的，由于操作人員缺少相應的意識，完全以自己的習慣操作出發，長期不合理的使用方式導致鉆井泵埋下故障隱患;養護上的不及時，部分設備維護人員設備管理意識淡薄，對待工作應付敷衍，沒有落實好鉆井泵的相關安裝、維護保養程序及現場管理工作，鉆井泵缺少應有的防護，比如在露天使用時缺少應有的防護罩，任由其在露天野外經受風吹雨淋。而且日常維護保養也沒有做好，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齊，并沒有將維護保養工作落實到日常中，這就導致鉆井泵的性能大打折扣，容易造成鉆井泵液力或是動力端出現故障。并且設備管理的值班制度也沒有嚴格落實到位，領導層尤其喜歡遠程指揮，一些老舊的，帶病運行的鉆井泵并沒有被有效識別出來，無形中埋下了故障隱患。這些問題都是導致鉆井泵等設備出現故障的主要原因，故障會造成鉆井作業中斷，嚴重影響石油的開采進度，不僅推高了企業的生產成本，還一定程度上影響了市場的需求。

2.鉆井泵常見的故障分析

鉆井泵常見的故障主要有幾個方面：一是液力端出現故障，導致液力端出現故障的原因是由于液力端的易損件被沖蝕、破壞或磨損。這是因為液力端的排出閥、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轉時，受到活塞在虹套內往復運動等產生的沖擊與摩擦等影響而造成閥體、閥座等磨損，同時散熱不良，密封不良等都會造成液力端出現故障;二是動力端出現故障，動力端是鉆井泵的動能的供給端，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力輸出的關鍵部件，高溫，過載以及潤滑不良或失效都會造成齒輪與齒面膠合，導致齒面磨損，從而出現動力端的故障。此外，軸承以及主螺栓在交變應力的作用下會出現材料疲勞而被破壞。十字頭與導板的接觸面若有雜質進入也會造成導板面磨損而出現動力故障。

3.鉆井泵故障分級

故障分級是以嚴重程度來進行劃分的，根據故障程度的不同來制定不同的檢修計劃。故障分為嚴重與輕微級別，嚴重的故障必須進行停產維修，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重故障，需要停產大修。而一般的齒輪磨損變形、閥體閥座磨損以及活塞仿磨虹套，十字頭導板磨損間隙增大等則屬于輕微故障。所耗費的維修時間短，對生產的影響不大。

4.鉆井泵故障診斷

通常鉆井泵可采取振動診斷技術進行診斷，因為鉆井泵在運行時會產生振動信號，其振動的值以及頻率都會有一定的規律，當鉆井泵出現故障時振動信號也會相應的出現異常，通過監測設備的振動信號，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，并根據分析結果制定相應的維修措施。振動診斷技術具有信息化時代特征，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的監測儀器;四是利用標準識別法與圖像識別法對所監測到的數據進行分析;五是根據數據分析做出相應的決策，給出科學的檢修建議;六是對診斷結果進行驗證，驗證是方式是結合檢修人員現場所反饋回來的詳細的故障現象進行驗證，如有差異則需對診斷方法進行改進，使之更為精準高效。

結束語：要保證石油開采與生產過程的正常順利，必須加強開采設備的管理與維護。所以，鉆井泵的使用狀態除了與其自身的質量有關外，科學合理的養護，以及使用過程中的密切監測都是確保其狀態良好的重要前提。此外，設備的狀態以及安全很大程度上決定了鉆井質量和井下安全。所以，要加強鉆井泵及其它周邊設備的使用和管理，做好鉆井泵的日常維護，為油田的高效生產提供保障，從而實現高質量高效率的完成油田開采工作的目標。

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