钻井泵故障诊断方法的探索与实践

代炳晓 李文 夏朝旭

摘要：石油是促进广大民众生活质量不断提高，促进社会经济持续发展的重要战略性能源，被广泛应用于社会生活以及工业生产中。现阶段，随着工业活动的进一步频繁，各个行业的蓬勃发展，市场对石油能源的需求与依赖日益加深。所以，各大石油公司都不断的在加大石油的勘探与开采规模，以确保能源的及时供应。钻井是石油开采的重要手段，钻井过程的实现离不开各种器械设备的有力支撑，钻井泵就是其中极为重要的工具之一。

关键词：钻井泵;故障诊断方法;探索与实践

前言：在全球经济一体化加速发展的新形势下，石油行业也迈入了新的发展时间。与其他行业所不同的是，我国的石油开采已经进行了是相当长的一段时间，多数油田进入开采的中后期阶段，对开采技术与管理提出了更大的挑战。一方面是市场的高需求，另一方面是开采的高难度。这种情况下，不仅考验开采的技术，对开采设备的状态更是提出了更高的要求。钻井泵作为开采作业的重要设备组成，其正常、稳定、高效运行在钻井作业中起着举足轻重的作用。然而由于钻井作业环境的复杂性，导致钻井泵出现的故障的频率越来越高。在此情况下，正确的故障诊断及排除在石油的开采中就显得极为重要。同时也是安全钻井、高效生产的重要前提，对石油的可持续发展具有重要的现实意义。本文就钻井泵常见的故障现象及排除方法进行简要阐述，并提出几点有关钻井泵管理与使用的措施与建议，以供参考。

1.导致钻井泵出现故障的原因

导致钻井泵出现故障的原因是多方面的，主要体现在几个方面：一是钻井泵自身的质量问题，钻井泵在生产的过程中或是因为生产工艺，或是由于原材料的原因，但却没有被严格的检测出来，导致泵组在出厂之前就存在的一定的缺陷，那么在使用过程中，时间一长，再加上钻井泵所使用的环境就比较恶劣。众所周知，钻井过程的泥浆，油污等都会对钻井泵的运行造成的一定的负担与影响，再加上钻井泵本身的问题就加大了出现故障的几率;二是钻井泵使用与管理不当导致的故障，钻井泵的使用会受到环境，操作的方式，以及养护的方法等多方面的影响。比如，操作上的不规范，钻井泵的操作是有严格的流程与规范的，由于操作人员缺少相应的意识，完全以自己的习惯操作出发，长期不合理的使用方式导致钻井泵埋下故障隐患;养护上的不及时，部分设备维护人员设备管理意识淡薄，对待工作应付敷衍，没有落实好钻井泵的相关安装、维护保养程序及现场管理工作，钻井泵缺少应有的防护，比如在露天使用时缺少应有的防护罩，任由其在露天野外经受风吹雨淋。而且日常维护保养也没有做好，定期的维修检查记录只是一种形式，只是在书面将多次的记录一次性补齐，并没有将维护保养工作落实到日常中，这就导致钻井泵的性能大打折扣，容易造成钻井泵液力或是动力端出现故障。并且设备管理的值班制度也没有严格落实到位，领导层尤其喜欢远程指挥，一些老旧的，带病运行的钻井泵并没有被有效识别出来，无形中埋下了故障隐患。这些问题都是导致钻井泵等设备出现故障的主要原因，故障会造成钻井作业中断，严重影响石油的开采进度，不仅推高了企业的生产成本，还一定程度上影响了市场的需求。

2.钻井泵常见的故障分析

钻井泵常见的故障主要有几个方面：一是液力端出现故障，导致液力端出现故障的原因是由于液力端的易损件被冲蚀、破坏或磨损。这是因为液力端的排出阀、吸入阀、用来密封泥浆的密封钢圈等易损件在钻井泵高速运转时，受到活塞在虹套内往复运动等产生的冲击与摩擦等影响而造成阀体、阀座等磨损，同时散热不良，密封不良等都会造成液力端出现故障;二是动力端出现故障，动力端是钻井泵的动能的供给端，主要由大小齿轮、轴承、螺栓以及十字头总成等组成，其中大小齿轮是钻井泵动力输出的关键部件，高温，过载以及润滑不良或失效都会造成齿轮与齿面胶合，导致齿面磨损，从而出现动力端的故障。此外，轴承以及主螺栓在交变应力的作用下会出现材料疲劳而被破坏。十字头与导板的接触面若有杂质进入也会造成导板面磨损而出现动力故障。

3.钻井泵故障分级

故障分级是以严重程度来进行划分的，根据故障程度的不同来制定不同的检修计划。故障分为严重与轻微级别，严重的故障必须进行停产维修，如各种主螺栓、排出阀、吸入阀弹簧、大小齿轮、轴承、滚柱断裂问题就属于严重故障，需要停产大修。而一般的齿轮磨损变形、阀体阀座磨损以及活塞仿磨虹套，十字头导板磨损间隙增大等则属于轻微故障。所耗费的维修时间短，对生产的影响不大。

4.钻井泵故障诊断

通常钻井泵可采取振动诊断技术进行诊断，因为钻井泵在运行时会产生振动信号，其振动的值以及频率都会有一定的规律，当钻井泵出现故障时振动信号也会相应的出现异常，通过监测设备的振动信号，采用波形分析法或频谱分析法便可以有效的分析出故障类型，并根据分析结果制定相应的维修措施。振动诊断技术具有信息化时代特征，智能性显著。诊断步骤分为六步，一是确定诊断范围，二是根据不同的需要来确定诊断方案;三是确定诊断方案后在钻井泵上安装相应的监测仪器;四是利用标准识别法与图像识别法对所监测到的数据进行分析;五是根据数据分析做出相应的决策，给出科学的检修建议;六是对诊断结果进行验证，验证是方式是结合检修人员现场所反馈回来的详细的故障現象进行验证，如有差异则需对诊断方法进行改进，使之更为精准高效。

结束语：要保证石油开采与生产过程的正常顺利，必须加强开采设备的管理与维护。所以，钻井泵的使用状态除了与其自身的质量有关外，科学合理的养护，以及使用过程中的密切监测都是确保其状态良好的重要前提。此外，设备的状态以及安全很大程度上决定了钻井质量和井下安全。所以，要加强钻井泵及其它周边设备的使用和管理，做好钻井泵的日常维护，为油田的高效生产提供保障，从而实现高质量高效率的完成油田开采工作的目标。

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