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定向钻施工的心脏—泥浆泵

发布时间:2020-08-17

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。

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