固井水泥车SPM600S 柱塞泵盘根无泄漏改造

　　摘要：固井水泥车是一部专业化较强的固井设备，整车设备性能与柱塞泵的性能密切相关，在固井施工过程中柱塞泵液力端承受高压，经过多次固井施工、数千次的往复运动后，如柱塞安装不正、盘根质量差等原因，其内部组件不可避免的被磨损，如不能及时发现会造成水泥浆污染动力端润滑油泄漏污染环境，增加单车成本及工人劳动强度。

　　关键词：柱塞泵;密封性;盘根组件;润滑油泄漏

　　1、柱塞泵主要结构

　　SPM TWS600*4″ 三缸柱塞可分为动力端部分和液力端部分。动力端是将变扭器的动力转换为柱塞往返运动的装置;主要部件是由齿轮、曲轴、滑块、轴承等组成的。其要求是传动平稳，并且具有准确的传动比，在施工过程中才能使得动力输出平稳、连续。

　　液力端是将水泥浆不停地注入井里的一个装置。由凡尔和密封柱塞的密封圈等组成的。液力端密封组件，是由压帽、油环、密封圈、钢圈等组成。密封圈、油环安装在压帽内腔，压帽和钢圈配合使用形成密封环境。压帽通过丝扣旋入量，来调节密封圈与柱塞的密封程度。但是压帽内腔存在凸台限制了压缩距离，导致密封组件使用 10h(平均值)，就发现水泥浆从液力端泄漏出来。

　　2、SPM 柱塞泵存在问题

　　在固井施工过程中液力端承受高压，经过多次固井施工、数千次的往复运动后盘根组件不能避免的被摩损，可以通过旋紧盘根压盖更换压圈密封圈提高盘根组件密封性，而原有盘根压盖内有凸台，当旋紧盘根压盖凸台碰到盘根压圈后再不能向前走，导致盘根组件密封不严水泥浆泄漏润滑油被污染，只能提高更换盘根组件的频率来解决。因此液力端密封部件设计不合理，盘根压盖上的凸台限制了盘根压盖旋进，降低了密封性。

　　因液力端泄漏通过柱塞往返将水泥浆带入动力端造成润滑油乳化有两点原因：动力端防尘套只有支撑作用，没有密封作用。动力端密封圈是单面密封性，只能密封动力端的油不泄漏，不能保证液力端的水泥浆进入动力端。

　　3、SPM 柱塞泵泄漏造成后果

　　水泥车柱塞盘根因水泥浆泄漏造成过量磨损密封不严，盘根寿命短，润滑油泄漏量大，污染环境。液力端泄漏水泥浆进入动力端导致润滑油乳化变质，而动力端润滑系统维护工序多、工时长、工作量大、操作复杂。

　　4、SPM 柱塞泵无泄漏改造措施

　　根据 SPM TWS600*4” 实际结构，进行研究。制定了两个措施，组合使用。即：防，堵。防就是防止水泥浆的泄漏。从根源上将水泥浆密封在泵体内，防止顺着柱塞流出。堵就是将液力端泄漏出来的水泥堵在动力端外面。

　　4.1  防措施

　　对盘根压盖、压圈进行重新设计，在压盖内部不加工二层台;压圈具有一定斜度提高密封性，这样就可以不受二台的限制，再次压缩密封圈，使的密封圈与柱塞紧紧密封。增加了液力端密封圈得使用寿命。

　　4.2  堵措施

　　据图3 所示，经过分析和测绘。考虑到柱塞是运动的，故而选用“动” 密封圈中的“Y” 型密封圈，将原来的柱塞防尘替换，加工一个与泵体和“Y” 型密封圈配套的法兰盘。作用是固定Y型密封圈。这样就可以将泄漏的水泥，被密封圈阻挡在动力端外面。因为“Y” 油封在液力端和动力端之间。不会承受高压，不轻易的再泄漏。这样一来，即使液力端的密封圈损坏，水泥浆也会在动力端 Y 型密封圈这边被彻底的堵在了外面。

　　5、应用效果

　　单车单口井材料成本降低 94.6%，劳动强度按工时算降低 97.2%。

　　6、结语

　　通过SPM 柱塞泵动力端和液力端的改造，从根本上解决了该动力端润滑油的乳化问题，节约单井设备成本，降低操作工人的劳动强度，提高固井作业能力，减少润滑油损耗，降低对环境的影响。

　　参考文献：

　　[1]Service manual TWS 600S well service plunger pump.

　　[2] 水泥车 TH-06 卧式三缸泵盘根总成改造技术 [M]. 石油工业出版社，2005.

　　[3] 秦玉磊，张连凯 . 油田水泥固井车柱塞泵的运动仿真和分析 . 石油和化工设备，2009.12.16.

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