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密封填料推进装置的研究与应用

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张凯1 董晓林2 刘伟1 李伟1 冉俊义1

[导读] 摘要：柱塞式注水泵有三柱塞和五柱塞两种，日常工作中密封填料由于磨损、高压水冲击等作用，造成损坏，注水岗主要工作任务就是更换密封填料，七、八台泵每天都要轮流更换密封填料，泵房内很热，工作时间长劳动强度大，我们研制的专用工具可以容易方便，使用可靠，缩短更换时间，降低操作员工劳动强度，达到更好的安装要求。

        华北油田分公司二连分公司内蒙古锡林浩特市 026000）
        摘要：柱塞式注水泵有三柱塞和五柱塞两种，日常工作中密封填料由于磨损、高压水冲击等作用，造成损坏，注水岗主要工作任务就是更换密封填料，七、八台泵每天都要轮流更换密封填料，泵房内很热，工作时间长劳动强度大，我们研制的专用工具可以容易方便，使用可靠，缩短更换时间，降低操作员工劳动强度，达到更好的安装要求。
        关键词：柱塞式注水泵   直齿条齿轮   推进头密封填料
        目前华北油田广泛使用的注水设备是柱塞式注水泵，它是由电机旋转带动皮带轮，通过皮带将动力传递给减速装置，减速装置再把电机的旋转运动转化为柱塞的往复运动，柱塞往复运动过程带动吸入阀片打开吸入液体，柱塞继续运动，进入压出过程，关闭吸入阀片打开排液阀片，排出高压液体，不断往复运动将高压水压入注水井压入地层，达到水驱油工作。
        在注水的水吸入和压出过程中柱塞要进行密封，高压水对密封填料的冲击大，随着地层压力的提高，压力达到33MPa，密封填料在这样的压力冲击下极易损坏，达不到密封的作用，就需要及时更换损坏的密封填料。
        1、注水泵密封填料更换现状调查分析
        柱塞式注水泵技术成熟，成本低，便于管理维护，因此应用广泛，更换密封填料、更换高低压阀片是注水岗大班主要工作量，更换密封填料就是采用人工操作更换密封填料，完全卸去填料盒压盖后，取出旧填料，添加新填料。
        注水泵柱塞往复运动靠密封填料密封，密封效果就决定着注水量的多少及压力值的高低，密封填料的好坏材质也决定它的使用时长。为保证让密封填料承压能力高、耐磨损、抗冲击能力强等我们想了很多办法，得到了很大的进步使用时间达到了120天不用更换，但加装密封填料就是麻烦了一些，首要问题就是填料不容易加入填料函内，每次更换时间都要比以前要多两倍的时间，利用长把一字螺丝刀顶入，顶歪尤其是顶到底部时不好用力有时就顶不进去，还要取出从侧面顶入，每圈要错开90到120度角，一字螺丝刀还很容易损伤柱塞表面的电镀层，造成柱塞摩擦系数增大及腐蚀容易，更换密封填料频繁，密封填料极易损坏，达不到密封的作用，劳动强度大，更换过程容易磕碰问题。
        2、推进密封填料专用工具的研制
        2.1工具结构
        该装置是一种密封填料推进工具主要由底座、直齿条、齿轮、推进头。其中，底座上沿轴向设置有滑槽；直齿条可轴向移动地设置在滑槽内，且直齿条具有限位于滑槽外部的驱动端。齿轮可转动地设置在滑槽的上部，并与直齿条啮合。推进头与直齿条的驱动端连接，用于向填料函内推进待安装密封填料。与工作人员通过压盖顶进密封填料相比，利用密封填料推进装置来更换密封填料，操作简便，劳动强度低，推进速度较快，且能避免推进过程中的磕、碰不损伤柱塞，等问题。
        2.2工作原理
        密封填料推进装置利用齿条和齿轮配合使齿条在滑槽内前后运动，以达到使推进头顶进密封填料的原理。是一种结构简单小巧、使用便捷，使用可靠的新型装置。

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        底座上沿轴向设置有滑槽，直齿条可轴向移动地设置在滑槽内，直齿条具有限位于滑槽外部的驱动端，齿轮可转动地设置在滑槽的上部，并与直齿条啮合，推进头与直齿条的驱动端连接，用于向填料盒内推进待安装密封填料。
        进行密封填料更换时，首先取出旧密封填料，将待安装新的密封填料套在柱塞上，使其对准填料盒。将底座放置在柱塞上，水平轴向方向为基准，底座的左侧端面与柱塞泵机体侧壁相抵，使柱塞泵机体侧壁起顶置用，位于右端的推进头对准密封填料。
        推进时，以第一方向转动齿轮，直齿条在滑槽内向右滑动，推动推进头向右移动，推进头移动至与盘根密封填料接触时，推动密封填料向右移动进入填料盒内，完成一个密封填料的推进过程。
        安装完一根密封填料后，以与第一方向相反的第二方向转动齿轮，使直齿条向左滑动，推进头回到初始位置。此时可以添加下一根密封填料，重复上述推进过程，直到完成更换。举例来说，第一方向可以为沿逆时针方向，对应地，第二方向为顺时针方向。
        具体地，该弧形体结构所对的圆心角可以为100°-180°，举例来说，可以为100°、150°、180°等，优选180°，即半圆形板状结构的推进头。如此限定，使推进头与密封填料有较大的接触面积，且在安装时直接放置即可将推进头套设在柱塞的外壁上。
        对于推进头如何与直齿条连接，推进头与直齿条通过连接件焊接固定。通过将推进头与直齿条分别与连接件焊接，实现两者的连接，对比直接焊接有更大的焊接面积，添加加强筋，固定效果较好。
        本实用新型通过齿轮与直齿条的相互配合，转动齿轮来带动直齿条轴向移动，进而带动推进头轴向移动，即可推动密封填料进入填料盒内。
        2.3技术创新点
        可见，本实用新型实施例提供的盘根推进装置，通过齿轮与直齿条的相互配合，转动齿轮来带动直齿条轴向移动，进而带动推进头轴向移动，即可推动密封填料进入填料盒内。与工作人员通过一字螺丝刀顶进密封填料相比，利用本实用新型实施例提供的密封填料推进装置来更换密封填料，操作简便，劳动强度低，推进速度较快，且能避免推进过程中的磕、碰问题。我们申请了国家专利专利号为CN207682277U。
        2.4有益效果
        用工由过去的2人操作，减为1人操作，更换时间减少了一半时间，在操作过程中安全可靠，对人及设备都无损伤，而且操作员工劳动强度将低，具有操作简单、安装使用简便、省力可靠，通过网络广泛使用，大港油田有用的反应效果显著，为采油厂节约人力物力进而提高了注水时率。
        3 结论
        ①该推进工具主要由底座、直齿条、齿轮、推进头组成；②该推进工具的使用，操作简单、安全可靠、轻巧便捷；③操作人员可快速更换密封填料，缩短了更换密封填料的操作时间，降低了操作员工的劳动强度，从而提高了注水时率；④新工即及降低了更换填料的难题的同时，又可以防止对柱塞的损坏，增加了柱塞的使用寿命，推广前景广泛。
        参考文献：
        1、邹艳霞《采油工艺技术》北京：石油工业出版社，2006
        2、孙金瑜《石油石化职业技能鉴定试题库》北京：石油工业出版社   2011