羅 軍

（中國石油西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200） ＊

3NB－1300C型鉆井泵排出管鑲套修復工藝

羅 軍

（中國石油西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200）＊

3NB－1300C型鉆井泵排出管3個進液口長期使用后，被高壓泥漿流刺大而不能實現(xiàn)與液缸的密封。介紹了一種采用鑲套方法修復3NB－1300C型鉆井泵排出管的工藝，修復后的鉆井泵排出管能承受高壓，密封性可靠，使用壽命和性能達到原設計技術要求，節(jié)約了材料成本。

鉆井泵；排出管；鑲套；修復

鉆井泵廣泛應用于石油天然氣鉆井現(xiàn)場，鉆井泵排出管是液力端的關鍵部件，要求能夠承受最大工作壓力34.5MPa。在長期使用過程中，排出管3個進液口逐漸被高壓泥漿流刺大，不能夾緊橡膠密封墊實現(xiàn)與液缸的密封，出現(xiàn)泥漿刺漏，影響了日常生產(chǎn)，也存在巨大安全隱患［1］。而且刺大的進液孔呈現(xiàn)口袋狀，難以補焊修復，如按一般原則報廢處理將會造成巨大浪費。對其進行修復不僅可以達到原來新件使用壽命和技術性能，還有力支持了節(jié)能減排號召，實現(xiàn)廢品再利用。

1 3NB－1300C型鉆井泵排出管故障分析

3NB－1300C型鉆井泵排出管與液缸密封采用的是?70mm×?90mm×10mm橡膠密封墊密封，排出管上進液口的內(nèi)徑為?70mm，如圖1所示。

圖1 完好的鉆井泵排出管

經(jīng)過長期使用后，3個進液口逐漸被高壓泥漿流刺大，進液口表面直徑達到?80mm左右，而且不規(guī)則，多數(shù)呈現(xiàn)橢圓形；進液口內(nèi)部通道里直徑變得更大，且呈現(xiàn)口袋狀很難補焊修復［2］，如圖2所示。

圖2 進液口被泥漿刺大的鉆井泵排出管

2 確定鑲套結合面種類并校核強度

采用鑲套方法修復，可將排出管進液口被泥漿刺大的部分去除，尤其是車削去呈現(xiàn)口袋的部分，根據(jù)去除后的尺寸按照過盈配合加工金屬套，加熱排出管使其膨脹鑲嵌金屬套，恢復原貌。鉆井泵排出管鑲套修復應采用過盈配合裝配，根據(jù)經(jīng)驗初步選為H7／u6。

配合面最大結合壓強［3］為

配合面最小結合壓強為式中，δmax為結合面處最大過盈量，取0.235mm；δmin為結合面處最小過盈量，取0.17mm；df為結合面處直徑，為100mm；di為金屬套直徑，為70mm；Ea為鉆井泵排出管材料彈性模量，為175 000MPa；Ei為金屬套材料彈性模量，為175 000MPa；Sa，Si為系數(shù)，查閱相關資料取Sa＝Si＝0.04；μi為泊松比，取0.30。

裝配后金屬套的最大應力為

3 鑲套修復工藝

通過上述計算確認過盈裝配后最大應力小于材料的許用應力，可以裝配，按照以下工藝實施［4－5］。

1） 車削進液口到達理想尺寸。將鉆井泵排出管夾持在鏜床工作臺上，根據(jù)3個進液口被刺大的最大直徑確定所鏜孔的直徑和深度，孔的深度越過鏜前孔徑直徑最大處，然后分別鏜孔。孔的大小和深度可以不一樣，根據(jù)實際情況確定最佳尺寸，一般孔鏜到?95～?120mm之間，深度8～35mm之間，如圖3。

圖3 鏜削后鉆井泵排出管

2） 測量鏜后的孔徑及深度，繪制金屬套圖紙。選擇H7／u6配合，按照圖紙加工金屬套；分別精確測量鏜后孔的直徑和深度，并對每個孔進行編號，每個編號對應一組尺寸。為了使修復后的金屬套更加穩(wěn)固，金屬套與孔要采用較緊的過盈配合。測量孔的直徑作為金屬套的外徑，孔的深度作為金屬套的高度，金屬套內(nèi)孔與橡膠密封墊內(nèi)徑為?70mm，根據(jù)H7／u6過盈配合的要求，確定金屬套外徑的上下偏差，繪制圖紙，金屬套材料與原排出管材料一致，為ZG25MnVCu。根據(jù)圖紙，加工金屬套，并對金屬套進行編號，與孔的編號對應，加工好的金屬套如圖4。

圖4 金屬套

3） 加熱鉆井泵排出管3個進液口，熱裝金屬套。先采用油浴或其他安全方法均勻加熱鉆井泵排出管到70～90℃，使其膨脹，再按照對應編號將常溫金屬套分別裝入孔中，有必要時可用銅棒敲擊金屬套，保證裝配到位。自然冷卻后上鏜床進行平面度處理，達到使用技術要求。熱裝完成后，不要翻動排出管。同時要求安裝金屬套的一面向上，自然冷卻到常溫后上鏜床進行平面度修復或檢測，要保證3個孔所在的密封平面，平面度不超過0.02mm。鑲套修復后鉆井泵排出管如圖5。

圖5 鑲套修復后鉆井泵排出管

4 現(xiàn)場應用

2009—2011年，西部鉆探吐哈鉆井公司機修廠采用該方法修復46件NB－1300C型鉆井泵排出管，安裝在鉆井泵上現(xiàn)場使用，使用均達到了一個大修周期，每件都達到新件的技術性能，沒有發(fā)現(xiàn)因為鑲套配合應力過大而發(fā)生破壞現(xiàn)象，使用效果良好。

5 結論

用鑲套方法修復3NB－1300C型鉆井泵排出管，很好地解決了排出管被泥漿刺大問題，而且修復過程簡單，容易操作，修復后對原材料沒有影響，安裝使用可靠，可以達到原來的技術性能。實踐證明鑲套修復3NB－1300C型鉆井泵排出管是可行的，此方法還可以通過改變參數(shù)推廣修復F－1000型、F－1300型等其他鉆井泵排出管。

［1］ 王 峰，羅 軍，李 霞，等.吐哈油田鉆井泵設備故障分析及措施［J］.石油礦場機械，2011，40（7）：88－90.

［2］ 楊文松.SL－3NB1300型泥漿泵閥箱和曲柄總成修理方法［J］.石油礦場機械，1995，24（03）：35－36.

［3］ 任麗梅，馮樂春.過盈鑲套法修復內(nèi)孔的工藝研究［J］.煤礦機械，2010，31（9）：115－116.

［4］ 高志恒.減速器箱體箱套方法及其影響分析［J］.機電工程技術，2011.40（4）：57－58.

［5］ 張志毅，裴峻峰.鉆井泵故障診斷方法的探索與實踐［J］.石油礦場機械，2004，33（6）：57－58.

Inlay Repair for Discharge Pipe of 3NB－1300CDrilling Pump

LUO Jun
（Tuha Drilling Company of CNPC Xibu Drilling Engineering Co.，Ltd.，Shanshan838200，China）

After long－term use of three inlet on discharge pipe of 3NB－1300C，high pressure mud flow was great and it couldn＇t achieve cylinder seals.A method of using set repair 3NB－1300Cdischarge tube of mud pump technology is introduced，the repaired pump discharge tube drilling can bear high pressure，sealing is reliable，service life and performance meet the original design technical requirements，which greatly reduce the material cost.

drilling pump；discharge pipe；inlay；repair

1001－3482（2012）03－0074－03

TE926

B

2011－10－23

羅 軍（1979－），男，陜西咸陽人，工程師，主要從事石油鉆井設備維修管理及技術工作。