泥浆泵缸套喷淋冷却系统改进

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NBQ25—380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NBQ25—380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、课题的提出1、NBQ25—380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1NBQ25—380整改前的缸套活塞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）、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。21341、导水总管2、变扣接头3、不锈钢导水管4、缸套图6导水管与导水总管连接安装示意图图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通过903修井队对泥浆泵冷却系统进行技术改造的典型事例，说明了在作业现场处处存在通过技术改进、提升管理水平的空间。工程项目、生产企业、作业队伍进行的精细化管理、降本增效活动，其实都是在日常的生产活动中发现各种问题，并总结经验教训、认真分析研究，通过合理的技术革新和改造实现并提高的。江苏井下海外项目部一直是厄子公司下属生产单位精细化管理的典范，正是全体员工这种努力认真和创新精神的体现。