陈青春 潘卫国
山东省济宁市 山东省煤田地质局第二勘探队 272000
摘要：泥浆泵是广泛应用在石油钻探、地质勘察等领域的重要设备。在泥浆抽取排放及循环作业中，发挥重要作用。由于泥浆泵需要长时间持续运行，且工作环境较为恶劣，所以泥浆泵的日常维护工作尤为重要。本文就通过泥浆泵的工作原理分析，结合工作实践，进行阐述与探究，为更加有效的使用泥浆泵设备提供一些帮助与参考。
关键词：泥浆泵；工作原理；日常维护
引言：
泥浆泵是在石油钻井、地质勘察等工作中，实现泥浆抽取、循环的主要设备。由于泥浆泵所加压输送的泥浆，含有大量泥沙，且具有压力高、粘度大等特点。同时泥浆还具有一定的腐蚀性。这些因素均容易造成泥浆泵缸套磨损，甚至失效。所以，需要在了解泥浆泵工作原理的基础上，加强日常维护、保养工作，以延长泥浆泵设备的使用寿命、降低故障率，从而促进石油钻探、地质勘察等工作。
一、泥浆泵在钻井中的工作原理
泥浆泵是具有纵向钻孔输送泥浆功能的活塞往复泵，与普通的往复泵的工作原理基本一致。泥浆泵是由液力端与动力端两部分组成。其中液力端是由泵缸、活塞机构、吸入阀、吸入管与排出阀、排出管所构成。动力端是由偏心轮、曲柄、连杆等部件所构成。
在钻井作业过程中，随着钻井钻头的深入，在井内注入泥浆，是泥浆泵的基本功能。同时具备钻头冷却、清洗钻具、驱动钻头深入等作用，并能够将打钻后所产生的碎裂岩石带回地面。例如石油钻井作业，大多采用正循环钻探方式，泥浆泵能够在一定的压力下，利用阀门、高压水管以及中空钻杆，将水、泥浆或者冲洗液等冲洗介质，直接输送至钻头底端，用来发挥冷却钻头、驱动钻头深入，以及将钻进所产生的碎石、岩石屑带回地面的作用。
常用的泥浆泵一般有柱塞式与活塞式两种泵体结构。其中活塞泵也被称作电动往复泵。由发动机带动泵曲轴旋转，再由曲轴带动柱塞或活塞结构，在泥浆泵泵缸中往复运动，使得泵腔工作容积发生周期性变化，伴随吸入阀关闭、排出阀被打开的反复交替，从而实现压力传送与循环冲洗的工作目的。活塞式泥浆泵主要适用于压力较高、流量较小的钻井作业。
柱塞泵是液压系统的重要设备之一，其工作原理是依靠柱塞在缸体中的往复运动，使密封泵腔的容积发生变化，从而实现吸取介质和加压排出介质。柱塞式泥浆泵主要适用于压力较高、压力较大的钻井作业[1]。
二、泥浆泵的主要分类
泥浆泵按照不同的结构、功能，可分为多种形式。其中，按照泥浆泵泵缸数量，可分为单泵缸、双泵缸三种形式、三泵缸；按照泥浆泵作业模式，可分为单作用泥浆泵与双作用泥浆泵两种；按照泥浆泵的活塞样式，可分为活塞泵、柱塞泵两种形式；按照液缸的分布方式，可分为卧式泵与立式泵两种形式[2]。
三、泥浆泵的常见故障及维修措施
（一）联轴器间隙故障
由于平衡盘磨损，转子偏向自入口方向移动，会造成与联轴器产生间隙。所以需要定期调整联轴器的间隙。一般间隙调整至比规定值大2-3mm即可。
（二）平衡装置故障
如果平衡盘和平衡环发生磨损，会造成凹凸不平的情况，使平衡装置出现故障。需要对凹槽采取补焊处理，对泵壳进行研磨。并在平衡环与泵壳结合处加入厚度适宜的塑料垫片，来弥补凹凸不平的缺陷。如果平衡环和平衡盘磨损严重则需及时更换。
（三）机械密封故障
由于机械密封不严密，容易造成泥浆泄漏问题。产生增大泵转子轴的窜动量，增大辅助密封与轴的过盈量，动环无法在轴上灵活移动。在泵体翻转过程中，动环不能及时复位。机械密封的运行水平与泥浆泵的正常运行密切相关。
因此，在机械密封装配过程中，轴的轴向窜动量不得大于0.1毫米，辅助密封与轴的过盈量要在规定的范围内，并确保动环的灵活移动[3]。
（四）泵轴故障
泵轴在旋转过程中会带动轴套转动，泵轴出现弯曲或轴承座与泵轴出现偏差就会造成泵壳、轴套、密封环等部件快速磨损，加大泵体振动量。同时也会增大轴向推力，平衡盘与平衡座发生摩擦，致使设备出现故障。如果泵轴的裂纹、磨损及弯曲程度不严重，可对泵轴进行及时修复处理。若泵轴的弯曲程度大于0.06mm，需要用螺旋压力机及时校正泵轴，以防出现故障。
（五）轴承故障
1.因温度过高造成轴承被烧坏。
2.润滑油质量不达标、油量提供不足或轴承内进入金属物质。
3.泵轴与轴承的角度存在误差，加大了轴承的负荷。
4.轴承间隙不达标或内外圈交叉错位，加大了轴承的负荷。
5.过大的残余轴向力增大了轴承负荷。
四、泥浆泵日常维护需及注意事项
（一）泥浆泵开泵前的准备工作
在泥浆泵作业过程中，需减少倒泵的情况，避免泵出现汽化现象。泵体的温度会随着泵的旋转而发生变化，在旋转过程中会使泵体和转子部件受热不均，出现变形。部件之间在不正常接触，容易产生设备故障。
（二）泥浆泵的运行过程
在泥浆泵运行过程中，平衡介质是通过平衡装置输送至钻头底端。首先避免出现平衡管被堵塞的情况。其次要及时清除掉平衡管内的杂物，确保其通畅。为了有效监测平衡管出口的压力，需要在高压侧进行压力监测。
（三）泥浆泵停止运行
泥浆泵长时间处于不工作状态时，泵轴在齿轮重量的影响下偏向受力，泵轴会出现形变。所以需要定期使泵轴按同一方向进行旋转。对于不工作的泥浆泵，需将出口阀关闭严实，以防介质倒流至泵内，出现受热不均或堵塞泵的情况。
（四）对泥浆泵的拆装与维修
维修人员必须熟知泥浆泵的结构、部件、拆装顺序及方法。然后准备好所需工具。零部件存在污染、磨损的问题，要进行清洗和维修。对于磨损严重的部件要及时更换，并定期对泥浆泵进行检测和维修，确保泥浆泵的完整[4]。
五、结束语
泥浆泵在钻井作业过程中，具有十分重要的作用，是泥浆循环系统的重要设备。需要在全面了解泥浆泵的结构、工作原理的基础上，加强日常维护、保养工作，延长其使用寿命、降低故障率，促进钻井作业的顺利进行。
参考文献：
[1]吴铭华.探究地质钻探中泥浆泵的维护及保养[J].质量与市场,2020,No.262(11):129-131.
[2]杨治国.基于泥浆泵难点部件加工方法分析[J].冶金管理,2020,No.395(09):79-80.
[3]薛奎.钻井泥浆泵冷循环系统优化改进[J].中国石油和化工标准与质量,2020,v.40;No.509(03):35-36.
[4]郭宝珍,王晓伟,黄东平.浅谈钻井现场泥浆泵液力端故障判断[J].中国石油和化工标准与质量,2019,039(005):37-38.
作者简介：陈青春：（1986.12.05）， 男，汉族，籍贯：山东省济宁市嘉祥县，学历：本科，单位：山东省煤田地质局第二勘探队，职称：助理工程师，研究方向：地质钻探技术。
作者简介：潘卫国：（1973.10 ），男，汉族，籍贯：山东省济宁市，学历：专科，单位：山东省煤田地质局第二勘探队，职称：助理工程师；研究方向：钻井工程。