泥浆泵缸套喷淋冷却系统改进

1、泥浆泵缸套喷淋冷却系统改进江苏井下海外项目部雷永明 欧阳波 李贵文 杨 斌 毛川荣 摘要：通过对NBQ25380泥浆泵缸套喷淋冷却系统的技术改造，以达到节约配件材料费用、缩短维护工作时间、减轻维修人员劳动强度的目的。前言：江汉四机厂生产的NBQ25380泥浆泵，缸套与柱塞胶皮的冷却是通过随机配置的一套喷淋冷却系统实现的。在实际生产使用中，该系统存在导水软管和冷却支座容易堵塞、更换柱塞胶皮时冷却支座的拆卸和安装比较麻烦、冷却支座固定螺钉及螺孔易生锈、增加维护作业时间和劳动强度。江苏井下海外修井队903队，通过分析研究，设计并实验，最终通过技术改造，解决上述问题，完善了该冷却系统。正文一、课题的提

2、出1、NBQ25380泥浆泵缸套与柱塞胶皮的冷却原理泥浆泵在钻修井作业生产应用中，是通过柱塞胶皮在缸套内的往复运动，产生高压液流满足作业生产工序的需要。柱塞胶皮在缸套内往复运动的过程中，胶皮与缸套内壁的摩擦会产生大量的热。这些热量如果不被及时带走，会加快胶皮与缸套内壁的磨损，造成洗井液的漏失，污染环境并且影响作业需要的工作压力。在泥浆泵出厂时，该冷却系统是由储水池、喷淋泵、齿轮油冷器、导水总管、导水管和冷却支以及连接胶管等组成。如图1所示。1、齿轮油冷却器 2、离心喷淋泵 3、活塞总成 4、缸套 5、冷却支座 6、导水软管7、球阀 8、喷水总管 9、储水池图1 NBQ25380整改前的缸套活塞

3、冷却原理示意图储水池内清水经喷淋离心泵增压后，经过齿轮油冷却器，输送到导水总管。导水总管上开有三个出水孔，通过接头安装三根导水管，三根导水管又通过接头分别与三只冷却支座的进水口相连接。缸套端部开有一道环槽，冷却支座通过紧固螺钉紧钉在缸套的环槽内实现冷却支座的固定。冷却支座由进水口出向下钻有垂直导水孔，垂直导水孔向下正对缸套内圆处改为水平导水孔，孔口对准缸套内，如图2所示。图2 冷却支座结构图当冷却水由导水管进入冷却支座进水口a后， 顺着垂直导水孔b再进入水平导水孔c喷射进刚套内，实现冷却作用。冷却后的清水流向下面的储水池中，再通过喷淋离心泵一直循环。冷却支座如图3所示，工作原理图如图4所示。图

4、3 冷却支座实物图图4 冷却支座工作图喷淋泵由变速箱输入轴，通过皮带传动实叶轮现转动。只要变速箱运转，喷淋泵就转动，满足了对齿轮油即时冷却的需要。2、该冷却系统在泥浆泵使用管理中出现的问题1）、更换活塞胶皮时操作时间长，超出甲方给定的维护期限，影响作业生产正常进行，加大维护人员的工作量。泥浆泵在使用中，由于活塞胶皮与缸套的正常磨损，经常需要更换活塞胶皮。更换胶皮时，需要拆卸和安装冷却支座。由于冷却支座一直与循环冷却水接触，加上冷却水的温度较高，极易腐蚀。特别是冷却支座的固定螺钉与支座本体上的螺纹孔，腐蚀后难以拆卸（图2）。固定螺钉使用的是M6的螺钉，常常与支座本体锈蚀在一起，拆卸时极易断裂，断

5、裂的部分留在支座本体内，需要花费时间取出；另外，如果支座本体螺孔锈蚀，将使支座无法固定，还需要在本体上焊接一只螺母以旋紧固定螺钉，更大大影响了更换胶皮的作业时间，同时增加了维护人员的工作量。更换胶皮操作时间的延长，超出甲方给定的修理时间，影响作业生产，也给队伍的管理工作和信誉带来影响。2、冷却系统易堵塞造成冷却效果不良冷却水由倒水总管出来后，经过倒水软管进入冷却支座，再由支座内水道喷出。由于导水软管较长（0.6米），与导水总管和冷却支座均由接头连接，接头的内孔较小；冷却支座内水道由于腐蚀内径会变小，上述原因极易导致冷却系统堵塞。夜间作业时，由于灯光作用，较小的飞虫落入储水池，更加大了冷却水道的

6、堵塞几率。发生堵塞后的疏通工作同样比较麻烦，需要拆掉导水软管和冷却支座进行疏通，拆卸和安装冷却支座与更换胶皮时的拆卸工作相同。3、柱塞胶皮长时间使用发生漏失时，洗井液或者油污会进入储水池，增加储水池水量，造成池内液体溢出污染环境。由于储水池位置较低，从放水口排污时污水不易收集，清洗储水池比较麻烦。二、研究解决方案与实施技术改造1、研究、设计技术改造方案针对该系统存在的问题，903修井队维护人员进行认真观察和研究，反复修改设计图纸，进行了多次试验，最终确定了下面的具体实施方案：1）、将导水总管由原来固定在曲轴箱上面，改为用活动卡子固定在缸套两边的框架上，去掉导水软管以及接头，减少堵塞几率；2）、

7、去掉冷却支座，使冷却水直接喷射进缸套内，免去拆卸、安装冷却支座的操作步骤；3）、从导水总管的开孔处通过锥螺纹直接连接不锈钢钢管，钢管下端做成弯头伸进缸套内，直接向缸套内喷水。这样既避免了水道腐蚀，又缩短了水道，大大减小的堵塞的几率；4）、保证不锈钢导水管下端出水口一定的孔径，增强冷却效果；5）、导水总管与连接胶管使用防锈快速接头连接，更换活塞胶皮时，导水总管可以方便的移开，不影响更换胶皮操作。6）、通过对导水总管的流程改造，满足在作业过程，即使胶皮发生漏失，也能保持储水池水位不变、清洗储水池和更换冷却水的功能。根据上述1-6的设计方案，改造后的冷却系统示意图如图5所示。1、齿轮油冷却器 2、离

8、心喷淋泵 3、活塞总成 4、缸套 5、喷水总管 6、快速接头7、球阀 8、喷水弯管 9、储水池图5 技术改造后的冷却系统示意图3、技术改造具体实施方案确定后，维护人员进行了各种设计和实验，最终完成了改造后系统的安装和使用，经过测试，冷却效果良好，主要的工作有：1）、加工不锈钢导水管：导水管选用为就地取材，利用甲方下电潜泵时多余的电潜泵润滑不锈钢管，外径为10mm，内径为8mm，截取合适的长度，一端加工出Z1/8的公扣，通过变扣（Z1/8母Z1/4公）与导水总管的出水口（Z1/4母扣）相连接；导水管下端制成弯曲状，可以水平方向向缸套内喷射冷却水。如图6、7所示。图6 导水管与导水总管连接安装示意

9、图图7 自加工的不锈钢导水管2）、拆下导水总管，在两端各焊接一个卡子，以便卡在缸套两边的框架上。在导水总管的三个出水口安装加工好的导水管，如图8所示。图8 导水管实际安装图3）、在导水总管一端安装一只球阀和一副3/4防锈低压快速接头，与现场的作业清水罐离心泵连接；另一端同样安装一副3/4防锈低压快速接头，并通过球阀、三通的组合，连接喷淋泵输水管和连接至泥浆罐的排水管线，如图4所示。即可实现方案（6）的所有功能。具体操作：（1）在正常作业洗井时，关闭球阀4（1、3），储水池冷却水经喷淋泵、齿轮油冷却器、输水管线、球阀4（2）、快速接头6至导水总管5，实现冷却水循环冷却；（2）当胶皮发生漏失时，可

10、适当开启球阀4（3），储水池多余的液体输送到泥浆罐；（3）当储水池冷却水变脏需更换并要清洗储水池时，打开球阀4（1、3），关闭球阀4（2），此时用现场清水罐的清水进行冷却，同时喷淋泵将储水池内蓄水打入泥浆罐，循环一段时间后，储水池便全部更换为清水；改造后的冷却系统实际安装图如图9所示。图9 改造后的冷却系统管汇安装示意图三、技术改造后经济效益与管理效益汇总1、大大缩短更换活塞胶皮所用的时间，减少维护人员的工作量改造之前，如能顺利拆卸冷却支座，更换单只柱塞胶皮需要半个小时左右；但如果发生锈蚀、难以拆卸和固定螺钉断裂、螺孔滑扣的情况，则要几个小时左右的时间，严重影响作业生产进度。改造后，更换活塞胶

11、皮时，直接将导水总管拿掉放在一边即可，单独更换一只柱塞胶皮只需要20分钟即可完成。如此快速更换胶皮的操作，使得作业生产顺利进行，得到甲方监督的好评，提高了队伍的管理形象。2、改造后，冷却效果比之前更好，系统堵塞的几率大大下降，由于采用了内径为8mm的不锈钢导水管，直接与导水总管连接，中间去掉了接头，喷水口与管径保持一致，使得水道畅通，较之改造前4mm内径的水道流量更大，冷却效果更好。使用中通过测量缸套胶皮温度，基本与冷却水温度保持一致。由于新的导水管较短，整根内径保持一致，不锈钢材料保持内壁光滑，大大降低了发生堵塞的几率，保证了胶皮缸套的即时冷却。如偶尔发生堵塞时，将导水管拆下使用软铁丝疏通即

12、可，操作方便，便于维护人员的管理。而改造之前的疏通即频繁又花时间。如图10所示。图10 整改后的单个缸套活塞冷却图4、改造之后，没有再发生储水池外溢污染环境事件；更换冷却水和清洗储水池变得简单，方便了维护人员的操作，提高了对泥浆罐泵管理水平。3、省去了冷却支座的使用，改造材料就地取材，节约材料费用改造之前，由于锈蚀原因，每隔半年需更换一次冷却支座，每次更换三只。目前903、904在用两台泥浆泵，以每只600元计算，每年更换6只需花费购置费7200元。改造之后为项目上节省了该项开支。改造材料快速接头、球阀、接头、三通，均为低压防锈普通材料，价格低廉；导水管使用甲方废弃的电潜泵输油管，截取合适长度一端自加工扣型即可。达到既完成了技术革新，又实现降本增效的目的。整改前后的材料使用情况如图11所示。图11 整改前后材料使用对比图结束语本文