費節高 牛俊峰（fēng） 黃智勇 徐（xú）迎新
（長慶石油勘探（tàn）局井下技術作業處，710021 陝西西安）
摘 要（yào）：SS-2000型壓裂設備其上所配置的SPM QWS-2500型五缸柱塞（sāi）泵在（zài）使用中出現壓裂車動力端軸瓦被燒、液力端被攜砂（shā）液刺傷等問題。為了更好的的利用設備，避（bì）免類（lèi）似情況的再次（cì）發生，針（zhēn）對上述問題我們進行了深刻的（de）分析和總結，並提出了一些改進建議。
主題詞：軸瓦；柱塞泵
1 前言
目（mù）前SPM QWS-2500型五缸柱塞泵是世界上Z頂端的壓（yā）裂設備之一，在油氣產量的提高上發揮著重要的作用。未來的壓裂泵車將朝著大功率、高壓力、大排量、自動化控製（zhì）程度（dù）高、易操作的方向發展。但在使用中（zhōng）SPM QWS-2500型五（wǔ）缸柱塞（sāi）泵出現壓裂車動力端軸瓦被燒、液力端被攜砂液刺傷等問題。為了（le）更好的利用設備，避免類似情況的再次發生，對上（shàng）述問（wèn）題進行了深刻的分析和總結，將有很大的（de）實際指導意義。
2 SPM QWS-2500型五缸柱塞泵動力端軸瓦燒傷及原因分析（xī）
2.1 SPM QWS-2500型五缸柱塞泵動力端軸瓦燒傷經過
用SPM QWS-2500型五缸柱塞泵所裝配的SS-2000型壓（yā）裂泵車自美國SS公司接回以來（lái），在調試過（guò）程中就發現機油壓力與其他壓裂車相比要低15磅（páng）/英寸2左右（yòu），由於（yú）每（měi）次調試過程的（de）時間不是太長，五缸柱（zhù）塞泵承受的載荷也非常小，所（suǒ）以油溫（wēn）並無明顯（xiǎn）異（yì）常。
在現（xiàn）場施工排量為2.2m3/min、平均施工壓力為24MPa的工作情況（kuàng）下，有3台壓裂車參加了施工，在施工過程中，發現一壓裂車五缸柱塞泵動（dòng）力端潤（rùn）滑油機油壓力（lì）偏低，比其（qí）它兩（liǎng）台車輛要低（dī）20磅/英寸2左右，五缸（gāng）柱塞泵的機油溫（wēn）度也上（shàng）升比較（jiào）快，隨後對該壓裂車五缸柱塞泵潤滑油壓的調節閥進（jìn）行了調節（jiē），但無明顯改觀（guān）。於是立即對此壓裂車停泵進行檢（jiǎn）查，解開柱（zhù）塞泵動力端潤滑油管線，在放油的（de）過程中發現潤滑油含有較多（duō）的金（jīn）屬鐵削，經初步分析，判（pàn）斷是五缸柱塞泵存在金屬微粒脫落。回基地（dì）後，打開該壓裂車五缸柱塞泵動（dòng）力端後蓋，並將第5缸的連杆卸下，這（zhè）時發現軸瓦被嚴重燒傷。
2.2 SPM QWS-2500型五缸柱塞泵動力端軸瓦燒（shāo）傷原因分析
技術人員在拆卸第5缸連（lián）杆蓋時發現軸瓦已經偏離了定位槽，通過（guò）分析，判斷該軸瓦在連（lián）杆蓋裏定（dìng）位不牢靠，出現了相對轉動，這樣就使潤滑油孔錯位（wèi）而造成軸瓦潤滑效率降低。再打開其它（tā）4個缸檢查時沒有（yǒu）發現軸瓦（wǎ）偏離定位槽的問題（tí），初步判斷是該軸瓦（wǎ）在裝配時出現技術問題，導致在後來的運行過程中，軸瓦出現（xiàn）一定程度的相（xiàng）對轉動，這樣就造成潤滑油孔錯（cuò）位，使其潤滑效率大幅度降低，磨損加劇（jù），Z終造成軸瓦被燒傷。同時由於是新車，設備還處在磨（mó）合期，五缸柱塞泵在（zài）運轉時會有一定量的細鐵（tiě）削脫（tuō）落，這些金屬顆粒和油中的雜質使（shǐ）濾油器的部分孔道堵塞，造成潤（rùn）滑油流量偏低，使其潤（rùn）滑不良。軸瓦與曲軸的（de）間隙受磨損後（hòu）增（zēng）大，造成（chéng）機油壓力降低，潤滑不良，這樣（yàng）磨損進一步加大，惡性循環，使（shǐ）其潤滑效果逐步降低。
3 QWS-2500型五缸柱塞泵液力端刺傷及原因分析
3.1 QWS-2500型五缸柱（zhù）塞泵液力（lì）端（duān）刺傷經過
在現場施工條件為：工作（zuò）壓力39~52MPa，1台壓裂車檔位（wèi）為（wéi）3擋，另外2台（tái）壓裂車都是（shì）2檔加砂3.0m3時，一壓（yā）裂車車上水管線出現抖動現象，此時混砂車排出壓力為60磅（páng）/英寸（cùn）2，隨即（jí）將此壓裂車置於空擋，待發動機降溫後停車，同時將另外兩台（tái）壓裂（liè）車檔位（wèi）提（tí）到3擋，完成施工。施工（gōng）結（jié）束放壓後，對該車進行了拔泵檢查，五缸柱塞泵排出凡爾座與凡爾頭，凡爾膠皮都（dōu）未發現問題，對上（shàng）水（shuǐ）凡爾座與（yǔ）凡（fán）爾頭、凡（fán）爾膠皮進行檢查，發現第4個泵腔的凡爾頭扶正（zhèng）爪內（nèi）側有刺（cì）傷，凡爾膠皮及凡爾座密封麵密封性能（néng）良好，初步判斷為液體從凡爾座與泵腔（qiāng）接觸麵的外側進入，刺傷凡爾座和凡爾頭扶正爪。返回基（jī）地後拔下凡爾座進一（yī）步檢查泵腔，發現該凡爾（ěr）座在密封圈以上3mm處整體斷裂，並看到第4缸泵腔內有兩處損傷，其餘部（bù）件良好。
3.2 QWS-2500型五缸柱（zhù）塞泵液力端刺傷原因分析
該車自投產以來，除更換其他廠家凡（fán）爾體總成外，其餘配（pèi）件均為原車五缸柱塞泵所配，不存在操作人員（yuán）因（yīn）更（gèng）換凡爾座後，安裝不當造成損壞的可能性。日常拔（bá）泵（bèng）隻是檢查凡爾膠皮的磨損程度決定是否更換相應配件（jiàn），在沒有（yǒu）拔下凡爾座時，很難對凡爾座（zuò）有更好、更仔細的檢查方法，日常隻是靠用手摸，憑經驗（yàn）來判斷。從（cóng）拔下的所有凡爾座來看，密封圈都完好無損，因此不存在（zài）凡爾座與泵腔的環行麵因安裝不到位造成損壞的可能性。
從損傷的凡爾座來看，是凡爾座端麵存在微小的裂紋或沙眼出現的問題，在泵（bèng）工作時，工作腔內的高（gāo）壓攜砂液體從凡爾座與泵腔安裝（zhuāng）麵Z薄弱（ruò）的地方（微裂紋或（huò）砂眼）刺入，切割凡爾座後刺傷凡爾頭扶正爪，然（rán）後刺穿（chuān）凡爾（ěr）座的另一邊從而（ér）刺傷泵腔，Z後導（dǎo）致高低壓串通，造成（chéng）施工過程（chéng）中吸入管線抖動。
4 QWS-2500型五缸柱塞泵存在問題的改進建議（yì）
（1）與原來三缸泵相比，現在泵頭缸的數（shù）量增多了，排量提高了，泵的運行也更加平穩（wěn），但第五缸離上水端Z遠，存在較嚴（yán）重的上水不（bú）足造成缸體運行環境不一致（zhì），宜導致上述問題。在使用的（de）過程中，絕大多數情況下第五缸出現（xiàn）的故（gù）障Z多。如果能（néng）在（zài）泵頭上設計一個緩衝裝置，一（yī）開始就先使它充滿液體，當吸入排量（liàng）突然下降或存在供液不足時，可以通過（guò）緩（huǎn）衝裝置來補充液體（tǐ）。這樣就會減小如走（zǒu）空泵、供液不足對泵頭的（de）損傷，也延長了采取製動（dòng）措施的操作時間；
（2）五缸柱塞泵液力端下方的吸入管匯處沉砂嚴重也是造成問題頻出的一個原（yuán）因，給設（shè）備的正常維護帶來不便。若將（jiāng）吸入管匯設計（jì）成一定的傾斜角度，效果會有所好轉；
（3）五缸柱塞泵動力端潤滑泵吸入（rù）管線與（yǔ）油箱連接處采用的是絲扣連接，給更換濾芯（xīn）帶來了很大的不（bú）便（biàn）。可（kě）將潤滑泵（bèng）吸入管線與油箱的連（lián）接方（fāng）式改裝成法蘭（lán）連接，這樣更換濾芯時卸開法蘭就可以了，相比以前（qián）就會方便很多，潤（rùn）滑效果（guǒ）也（yě）將會提（tí）高；
（4）在更換柱塞或遇到柱塞損傷後卸下時（shí），由於（yú）無（wú）法使（shǐ）用工具，給操作帶（dài）來了（le）很大的不便。如果在柱塞端部加工一定深度的螺紋，同時另外在加工一個一定長（zhǎng）度的螺杆，可（kě）以輕（qīng）鬆的裝卸柱塞，給操作工（gōng）帶來很大的方便。
參考文獻
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來源：《新疆石油科技》2008年03期
