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　　摘　要：在固井施工過程中，GJC100—30水泥車再循環(huán)泵泄漏水泥漿的現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重影響固井地面施工一次成功率，威脅HSE工作的順利開展，造成資源的不必要浪費。針對產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因，制定出改造方案，就是將原機(jī)械密封拆除，然后在再循環(huán)泵的殼體上增加了潤滑油道，潤滑油可從注水泥泵的柱塞潤滑油罐接出，將其壓力調(diào)整為0.35～0.5kg/cm²，重新設(shè)計軸套、隔套，并選用哈里伯頓再循環(huán)泵密封。對于唇形橡膠密封，重新設(shè)計加工了軸套，為提高其強度和耐磨性，加工了金屬陶瓷和45鋼材料加工后刷鍍的兩種。另外，同機(jī)械密封改造方案相同，加工了黃銅隔環(huán)和選用了哈里伯頓再循環(huán)泵密封。這一改造方案實施后收到很好效果。文章對實施效果進(jìn)行了評價。
　　關(guān)鍵詞：水泥車；再循環(huán)泵；泄漏；改造
　　近兩年，大慶石油管理局鉆探集團(tuán)鉆技公司陸續(xù)從江漢第四石油機(jī)械廠訂購了19臺GJC100—30水泥車。這些車輛在固井施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)其再循環(huán)泵泄漏水泥漿的現(xiàn)象，很難滿足HSE的要求。為此專門成立研究小組，對可能發(fā)生再循環(huán)泵泄漏水泥漿的原因進(jìn)行了仔細(xì)的分析和研究，并制定了對其密封系統(tǒng)改造方案，收到了良好的效果。
　　一、密封系統(tǒng)形式及現(xiàn)狀
　　根據(jù)對GJC100—30水泥車再循環(huán)泵液力端的密封系統(tǒng)形式進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，使用的共有兩種形式，即機(jī)械密封和唇形橡膠密封^[1] 。機(jī)械密封主要由靜止環(huán)（靜環(huán)）、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動環(huán)）、彈性元件、旋轉(zhuǎn)環(huán)傳動和輔助密封圈等零件組成，工作時利用旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)相對轉(zhuǎn)動的兩個貼合表面以及輔助密封來實現(xiàn)其密封功能。機(jī)械密封能否正常工作取決于兩端面問能否建立穩(wěn)定、可靠的潤滑液膜和及時將摩擦熱導(dǎo)出。機(jī)械密封具有工作可靠、泄漏量小、工作壽命長、端面磨損能自動補償、無須經(jīng)常維修、功率損耗小、對軸沒有磨損等特點，但由于對密封零件的加工精度和安裝要求較高，制造成本較貴，維修時需將主機(jī)部分解體才能裝拆，發(fā)生緊急故障不易采取應(yīng)急措施，故其應(yīng)用也受到一定限制。另一種則采用Y_x橡膠密封內(nèi)加襯環(huán)組的方式，一組共五套，內(nèi)三外二，中間有隔環(huán)，隔環(huán)周向有油道，可以通過潤滑油。為更換方便，Y_x橡膠密封和襯環(huán)均有傾斜于直徑方向的切口，該種密封屬于接觸密封。接觸密封是靠密封件在裝配時的壓縮力和工作時的介質(zhì)壓力，使密封件產(chǎn)生彈性變形所形成的彈性接觸力而起密封作用的。在實際使用過程中， 這兩種密封系統(tǒng)先后出現(xiàn)了使用時問較短，密封、軸套和隔環(huán)燒蝕等故障。Z短的僅使用5口井，Z長的也不超過3個月，平均壽命為1個月，即出現(xiàn)在固井施工過程中水泥大量泄漏現(xiàn)象，嚴(yán)重妨礙了HSE工作的實施，使鉆井隊感到很不滿意，迫使我們不得不在固井施工結(jié)束后還得清理現(xiàn)場，這無形中就增加了許多工作，造成了不必要的資源浪費。同時，也很難保證在下一次固井施工中不出現(xiàn)固井地面施工不合格的發(fā)生，給固井質(zhì)量造成嚴(yán)重威脅。
　　二、原因分析
　?。?）對于機(jī)械密封，其使用條件為：介質(zhì)是礦物油、空氣。 GJC100—30水泥車再循環(huán)泵液力端采用的是單彈簧式機(jī)械密封，其優(yōu)點是耐腐蝕、固體顆粒不易在彈簧處積聚，但其端面受力不均，另外，由于固井水泥顆料大小不一，同時存在許多雜質(zhì)，也容易使這些顆?；螂s質(zhì)因為“楔形原理”進(jìn)入動環(huán)與靜環(huán)之間，易使端面變形，影響密封性能，從而造成水泥漿泄漏；又由于水泥漿黏度比較大，所以，易產(chǎn)生過量摩擦熱，致使機(jī)械密封及軸套磨損加劇，影響其使用壽命。
　?。?）對于唇形橡膠密封，其使用條件也為空氣、礦物油。由于密封及隔環(huán)有切口，雖然切口位置錯開了，但由于整體強度降低，同時密封不一定在同一平面上，依然易發(fā)生泄漏；另外，也可能是操作人員將壓蓋螺栓預(yù)緊力調(diào)整過大，造成密封與軸套之間過緊，加速磨損；同時，原廠的軸套有的未經(jīng)過表面處理，表面粗糙度和硬度不夠，易發(fā)生磨損；再者，就是原廠隔環(huán)采用尼龍材料，在產(chǎn)生大量摩擦熱無法迅速導(dǎo)出的情況下，很快將隔環(huán)燒化，堵住潤滑油通道，致使滑油油無法為密封潤滑，從而造成唇形橡膠密封迅速磨損，導(dǎo)致水泥漿泄漏和軸套燒蝕。 
　　三、改造方案及效果
　　對于機(jī)械密封，將原機(jī)械密封拆除，然后在再循環(huán)泵的殼體上增加了潤滑油道，潤滑油可從注水泥泵的柱塞潤滑油罐接出，將其壓力調(diào)整為0.35～0.5kg/cm²，重新設(shè)計軸套、隔套（黃銅材料），并選用哈里伯頓再循環(huán)泵密封（一組四個，內(nèi)二外二）。 
　　對于唇形橡膠密封，重新設(shè)計加工了軸套，為提高其強度和耐磨性，加工了兩種，即金屬陶瓷和45鋼材料加工后刷鍍的兩種。另外，同機(jī)械密封改造方案相同，加工了黃銅隔環(huán)和選用了哈里伯頓再循環(huán)泵密封（一組四個，內(nèi)二外二）。 
　　按改造方案實施后，在改造的19臺GJC100—30水泥車中，再循環(huán)泵液力端發(fā)生泄漏的周期Z短的為4個月，Z長的為1年半，平均壽命為6個月，使用效果良好，受到了固井隊于部職工的一致好評。
　　四、結(jié)論
　　原GJC100—30水泥車再循環(huán)泵液力端密封系統(tǒng)，雖在理論設(shè)計上可行，但設(shè)計者對現(xiàn)場使用條件和介質(zhì)沒有充分調(diào)研，導(dǎo)致密封系統(tǒng)失效，造成水泥泄漏和軸套、隔套或密封燒蝕等既成事實。改造后，該套系統(tǒng)性能得到明顯改善，完全能夠滿足固井施工需要。建議操作人員在施工作業(yè)前后，及時對再循環(huán)泵液力端密封系統(tǒng)進(jìn)行檢查，注意調(diào)整壓蓋螺栓的預(yù)緊力，千萬不可過大，以施工作業(yè)時，剛好不發(fā)生泄漏為止。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1995年.