定向钻施工的心脏—泥浆泵

一、泥浆泵概述

1、简介

     泥浆泵是一种往复式柱塞泵，它通过曲柄连杆机构，把马达的旋转运动转换为十字头及活塞的往复直线运动，把低压的泥浆压缩成高压泥浆。在定向钻施工过程中以高压向洞内输送高粘度、大比重和含砂量较高的泥浆，用以冷却钻头、冲刷孔壁、破碎岩石，从洞内返回时携带出岩屑，是定向钻施工最重要的设备之一。

2、工作原理

（1）泥浆泵的工作过程分为吸入过程和排出过程两步。

（2）习惯上我们把泥浆泵分为液力端和动力端两部分。动力端用来传递动力和转换运动方式及速度。为液力端提供合适的动力；液力端用来将机械能转变为液体内能，以输送泥浆。

3、结构组成

（1）动力端

a、底座

b、机架

c、小齿轮轴总成

d、大齿轮轴总成

e、曲轴总成

f、十字头总成

g、直流马达

（2）液力端

a、液缸

b、吸入阀、排出阀  

c、缸套、活塞、活塞杆(柱塞、盘根及缸套)

d、吸入管、吸入空气包（减轻水击现象）

e、排出管、排出滤网总成

f、排出空气包l安全阀

g、缸盖、阀盖

h、喷淋泵总成

（3）辅助部件

润滑机构：链条的润滑 、齿轮和轴承的润滑 、缸套冷却润滑

氮气包：其作用可以有效地减少排出系统的压力波动，从而获得更加均匀的液流。

安全阀：当泥浆压力超过泵的设定压力时，能够迅速剪断安全柱销，旁通管线打开，泥浆泵泻压，从而起到保护泵体的作用。

二、基本性能参数

（1）泵的理论排量：泵在单位时间内排出的介质体积称为泵的理论平均排量，简称为泵的理论排量，以Q表示。

（2）泵的工作压力：通常是指泵排出口处单位面积上所受到的液体作用力，简称为泵压，以p表示。

（3）泵的额定功率和效率：单位时间内动力机传递给泵主动轴的能量，称为泵的输入功率；泵工作与额定冲次时的输入功率称为泵的额定功率，以N表示；单位时间内液体经泵作用后增加的能量称有效功率，也称水功率，以Nr表示，泵的效率是有效功率与输入功率的比值。

（4）冲次：也称泵冲，指单位时间内活塞的往复次数，以n表示。

（5）冲程长度：指活塞往复运动的距离，以S表示。

三、泥浆泵的使用

    泥浆泵作为定向钻施工的重要装备，在工作时向洞内输送循环高压泥浆，冲洗孔壁、破碎岩石、冷却润滑钻头，并将岩屑携带返回洞外。

1、泥浆泵的安装

（1）泥浆泵应安装在水平或略向液力端倾斜的底座上（倾斜度≤3°），以利于润滑油的流动。

（2）泵的安装位置应尽量降低，泥浆池的位置应尽量提高，以提高泥浆泵的吸入效率。

（3）泵的吸入管入口端应高于泥浆池底约300mm，而且吸入管内径必须一致，吸入管的入口端不能正对泥浆池的入口（对泥浆罐也是如此）。

（4）按使用说明书的要求正确安装安全阀及排出管汇。

（5）牢固的支撑所有吸入和排出管线，不使它们受到不必要的应力，同时也是为了减少振动，决不可由于没有足够的支撑而让管线悬挂在泵上。

2、首次启动前的准备工作

（1）检查动力端机架底部，放空润滑油并清洗油池。

（2）检查十字头与上下导板的间隙是否合格。

（3）检查喷淋泵水箱内冷却润滑液是否达到要求。

（4）检查所有螺纹连接是否紧固及泵内是否有杂物。

（5）检查泥浆管线上的所有阀门是否置于正确位置。

（6）检查排出空气包充气压力是否在4±0.5MPa 间。

（7）打开喷淋泵统和灌注系统的进排液阀门。

（8）检查安全阀和压力表是否齐全灵敏。

（9）向吸入管路腔内灌满水或泥浆，排净空气。

3、启动

（1）应以低速起动，逐渐增速，以提高容积效率。

（2）如果需要高泵速时，就必须使用灌注泵。

（3）检查动力端润滑油压表读数是否正常。

（4）注意检查各部温度，不得有局部过热现象。

（5）启动泵必须与有关操作及检查人员取得联系。

（6）开泵时检查人员必须注视压力表的压力变化。

4、泵在运转中的监护

（1）应以低速起动，逐渐增速，以提高容积效率。

（2）如果需要高泵速时，就必须使用灌注泵。

（3）检查动力端润滑油压表读数是否正常。

（4）注意检查各部温度，不得有局部过热现象

（5）启动泵必须与有关操作及检查人员取得联系。

（6）开泵时检查人员必须注视压力表的压力变化。

四、日常维护与保养

1、泥浆泵的日常维护和检查：正确和及时地对泥浆泵进行维护保养，是保证泥浆泵正常工作，延长寿命的必要措施。对于任何一台泵的使用，都应重视这一环节。（每天的维护保养 、每星期的维护保养 、每月的维护保养、每年的维护保养 、在维护保养中尚须注意的其它事项）。

2、每天的维护保养

（1）停泵后检查动力端的油位。

（2）观察缸套与活塞的工作情况，若发现漏出来的泥浆超出正常限度时，则须更换新缸套、活塞。

（3）检查缸套腔，若有大量泥浆沉淀，应加以清理。

（4）检查喷淋泵水箱内水是否够用，并及时补充，冷却水有污染时加以更换，并同时清理水箱卫生。

（5）检查排出空气包的充气压力，是否符合要求。

（6）定期检查安全阀的可靠性。

（7）每天将活塞杆卡箍松开，把活塞转动四分之一圈左右，然后再上紧卡箍。

（8）在上紧缸盖与阀盖前，先在其丝扣内填涂润滑脂，且在每4小时时间内，检查一次是否有松动现象出现。

3、每星期的维护保养

（1）每周拆卸阀盖、缸盖一次，除去污泥，清洗干净，涂上二硫化钼复合钙基润滑脂，检查阀导向套的内套，如已明显磨损（阀导向杆与导套间的间隙超过3mm）应将其换掉。

（2）检查阀和阀座的使用情况，把磨损严重或刺坏了的阀体，阀胶皮和阀座换掉（更换阀座时应注意同时更换阀体）。

（3）检查活塞锁紧螺母，若遇腐蚀或损坏应换掉（因为一般上紧过三次以后的螺母，镶在其内的密封圈已失去锁紧能力）。

从排泄孔盖的丝堵处放一次水，直至见油为止。

4、每月的维护保养

（1）检查液力端的所有双头螺栓和螺母。例如缸盖法兰螺母，液缸与机架连接的螺母，以及吸入管路、排出管路的连接螺栓、螺母等。如果出现松动，须按规定扭矩重新上紧。

（2）检查中间拉杆填料盒内的密封圈，若已磨损须更换，一般每三个月至少换一次。更换时应注意油封方位。?拆卸和清洗装在排出滤网里的滤筒。

（3）每六个月换掉动力端油池和十字头沉淀油槽内的脏油，并同时清理这些油槽。

5、每年的维护保养

（1）检查十字头导板是否松动，十字头运转间隙是否符合规定要求，可在导板下加垫片来调整。在拆卸曲轴总成时，可将十字头旋转180°再进行使用。

（2）推荐每隔两年或三年对整个泵进行一次全面检查。检查主轴承、偏心轮轴承、十字头轴承、小齿轮轴轴承是否磨损或损坏，若不能继续使用，则须另换新的。

（3）检查齿轮的磨损情况，若磨损严重，须将曲轴和小齿轮轴同时调头安装，利用齿面未磨损的一面。

6、注意事项

（1）上卡箍前，必须将25°的锥面擦干净。

（2）更换缸套时，必须将缸套密封圈一起换掉。

（3）冬季停泵后，须将阀腔及缸套内的泥浆清洗放掉。

（4）泵各检查窗孔应注意盖好密封，以防灰砂等混入润滑油内。

（5）排出空气包只能充以氮气等惰性气体，严禁充入易燃、易爆气体。如氧气、氢气等。