1、概述 F1600机泵组可用于石油天然气勘探开发钻井现场。它是大型钻机泥浆循环的理想设备。本泵组具有结构简单、使用可靠、维修方便、占地面积小、搬迁成本低等特点。为后置式单台交流变频电机驱动、链条传动。单台YP2 423L6-6H交流变频电机置于F-1600泵后部的公共大底座上作为动力，通过球笼万向轴、链条传动驱动钻井泵。链条箱采用密闭型式，电动润滑油泵强制润滑，并配套了电动喷淋泵。F-1600泥浆泵外观图F-1600泥浆泵剖面图52BB向575145581854 6 56 17282742151416730293112931033215823228363837133525242645512114
2、3403941549484747474644一、F-1600泥浆泵基本参数1.1 F-1600为三缸单作用的泥浆泵w 功率：1193KW(1600HP)w 泵压:35Mp(5000psi)w 冲程:305mm（12in)w 额定冲数：120r/minw 链条型号：24S-7*176w 链轮齿数比：29/57w 泥浆泵电机：额定功率 1200kW 额定转速1000r/min1.2 F-1600三缸泵的性能参数缸套直缸套直径径(mm)180170165160150140压力压力(Mpa)23.125.927.429.233.235.01.3 泥浆泵的组成部分 F-1600泥浆泵由三大部分组成：F-
3、1600泥浆泵动力端液力端辅助系统1.3.1 动力端w泵壳总成w输入轴总成 人字齿传动，消除轴向力，轴的两端均可安装链轮 输入轴总成 (1)垫圈 (2)端盖垫圈 (3)轴承套 (4)端盖 (5)耐麿套 (6)螺栓1.3.1 动力端w 曲轴总成 空心曲轴w 十字头总成 可更换的十字头导板，上导板与十字头间隙0.5mm，前后相差不超过0.2mm 为合格。中心拉杆盘根采用双层密封机构，密封效果良好。如果是中间拉杆的同心度（即活塞杆轴线与机架孔纵轴线的一致性）在挡泥板孔下部超过0.381mm,就要更换导板和十字头体。1.3.1 动力端w曲轴总成(1)端盖 (2)螺栓 (3)挡圈 (4)螺栓 (5)轴承
4、挡圈 (7)挡环 (8)螺栓 (8A)内六角螺栓 (9)主轴承 (10)右轴承套 (11)左轴承套 (12)外圈挡圈 (13)连杆轴承 (14)内挡圈 (15)螺栓 (16)主轴承档圈 (17)内圈挡板(18)螺栓 (19)十字头轴承连 杆122241823211924 26 17B-B3027258273025E3030136I放 大 图516E-E 10112725B213020BE1557I9 F-1600泥浆泵十字头总成1.3.2 液力端 直立式泵头，吸入阀和排出阀呈I型布置：1.液缸 2.阀总成 （API7#通孔阀）3.吸入管总成 4.排出管总成 5.空气包总成（K75-35)作用：
5、减少泥浆泵排量的波动，使排出压力趋于稳定 6.缸套活塞总成 7.安全阀总成 作用：当泵的工作压力超过缸套的额定工作压力时，安全阀应剪断安全销并放喷，使泵的压力端及时卸载。剪销式安全阀的剪切板处刻有每级工作压力的标记，调节压力时，只需按所给压力把安全销钉插入相应的孔内。注意，剪切板只能插一个销钉。缸套尺寸变更，则须相应地调定安全阀压力427465519402836533753 564152481251422932433744335151454753151822232024172156531635391349149873625312381011液力端剖面图52BB向575145581854 6 5
6、6 17282742151416730293112931033215823228 3638371335252426455121143403941549484747474644液力端前端视图1.3.2.1液力端工作原理 泥浆泵液力端结构主要是直通式三缸单作用结构，直通式布置方案的流道直，液缸内余间隙小，有利于液缸吸入。工作原理：活塞后行，钻井液在大气压的作用下推开吸入阀，进入缸内，直到活塞到最低端完成钻井液的吸入过程。活塞前行，钻井液受挤压，吸入阀在弹簧作用下关闭，当压力升高时排出阀被打开,钻井液被活塞推出经由排出阀和排出管排出，完成排出过程1.3.2.2空气包充气1、取下空气包压力表罩，旋转排
7、气阀阀盖约1/4-1/2转，以排放存在压力表区内的气压，取下排气阀的阀盖。2、把软管连到氮气瓶开关和空气包充气阀上。3、打开空气包充气阀。4、缓慢打开氮气瓶阀，用此阀调节流入空气包的气体。5、当空气包压力表指示到所需之压力时，关闭气瓶阀。6、关闭空气包阀7、取下软管，盖上压力表罩，再安装上排气阀。为了得到最好的效果，空气包预充压力不得超过泵的排出压力的2/3，最大充气压力为 4.5MPa（650psi）警告：1、充气时仅能使用压缩氮气或压缩空气不能用氧气或氢气等易燃易爆气体。2、在保养空气包时必须停泵，并保证空气包排空气体。不能依靠压力表来判断，因残余压力较小，压力表无法显示，但此低压也会导致
8、事故发生！图2 空气包充气管线(1)螺母 C5/8(2)密封接头 (3)C型接头软管M141.5 接头(5)密合垫 (6)丝堵氮气瓶开关123空气包充气阀465 图图 10 KB-75空气包总成空气包总成（1）垫环）垫环 (2)底塞底塞 (3)气囊气囊 (4)外壳总成外壳总成 (5)盖盖 (6)三通三通 (7)接头接头 (8)压力表罩压力表罩 (9)排气阀排气阀(10)压力表压力表 (11)截止阀截止阀 (12)垫圈垫圈 （13）平衡盘（）平衡盘（14）压板（）压板（15）弹簧垫圈（）弹簧垫圈（16）螺栓）螺栓 (R1)双双头螺栓头螺栓 (R2)螺母螺母 (R3)双头螺径双头螺径 (R4)螺母
9、螺母1.3.2.3 安全阀总成（海五为弹簧式）图 12 JA-3剪销安全阀（1）接头 (2)挡圈 (3)活塞总成 (4)阀体 (5)活塞杆 (6)缓冲垫 (7)弹性圆柱销 (8)锁簧(9)安全罩 (10)剪销板(11)剪切销 (12)警告名牌(13)销轴(14)钢丝挡圈 (15)铭牌 (16)开口销 (17)螺母 (18)螺钉 (19)螺栓 (20)螺母 （21）螺钉压力表座及安全阀接管1.3.3 辅助系统1.3.3.1动力端润滑总成润滑方式：强制润滑与飞溅润滑相结合 齿轮箱：容积378L 润滑规范：使用含防锈，防腐蚀抗泡沫和硫磷型极压抗磨损添加剂的齿轮油 (1)10 C-68C L-CKD4
10、60 (2）-7C-38C L-CKD320链条箱：容积100L 润滑规范：防腐机械润滑油 （1）0C-40C L-AN100 (2）-10C-0C L-AN68 压力润滑系统示意图-1油泵齿轮大齿圈小齿圈控制液流的飞溅润滑 在控制液流的飞溅润滑系统中，由大齿轮把油从油池内带上来，当大小齿轮啮合时，油被飞溅到各油槽和机架油腔中。（参考压力润滑系统示意图2）油甩入油槽中就直接通过管流到两个小齿轮轴的轴承中。从十字头导板顶部流入十字头轴承的油道（见十字头轴承润滑油道示意图）。润滑油积存在十字头上部的油腔内，通过油嘴流入十字头挡板，进入油道，润滑十字头销轴承。十字头销上有两个油道，可让十字头销旋转，
11、不必操心油孔的对正，这样，十字头在安装时就可以从任何一方向装入。压力润滑系统示意图-2(1)滤清器 (2)分油器 (3)油管 (3A)喷嘴 (4)主轴承油管 (4A)分油器(5)压力表 (6)安全阀 (7)油槽 (8)油管 (9)润滑泵 F系列泵的压力润滑系统装有润滑油泵，如图2所示：在本系统中，通过吸入滤清器将滤过的油流进油泵，然后排入分油器和喷嘴（3A）。同时也进入主轴承油管和十字头腔分油器（4A），此分油器把油分配到十字头、十字头轴承和活塞拉杆上。压力表装在机架后墙板上，用以指示分油器里的油压力，此压力显然是随泵速度而异。如果油压突然下降或上升,找出可能的原因并及时排除。在分油器上装有一
12、个安全阀，以防止由于超压而损坏油泵的传动。安全阀预调到0.27MPa(40psi),并且必须紧定（防止调定的压力变动）。十字头轴承润滑油道示意图(1)油嘴 (2)挡板 (3)螺栓 (4)十字头销 (5)油道1.3.3.2 喷淋泵总成 作用：冷却缸套活塞滤 网沉 淀 室排 水 口喷 淋 泵 吸 入 管1.3.3.2 辅助系统泵的基本参数(1)泥浆润滑泵 1.5KW 转速：1150r/min(2)3#齿轮油泵 流量：33.3l/min 压力：1.45Mpa(3)喷淋泵 流量：12.5m3/h 扬程:2.5m 配用功率：2.2kw(4)灌注泵 排量:200m3/h 功率:45kw 转速：1450r/
13、min F-1600泥浆泵配用灌注泵二、泥浆泵的维护保养（一）每天的维护保养1.检查喷淋泵水箱。2.检查空气包的充气压力，是否符合要求。3.检查安全阀的可靠性，必要时更换。4.检查润滑油泵压力表的变化情况，发现压力很小（低于0.0035MPa)或者无压力，及时检查滤网有无堵塞现象。5.每天把活塞杆卡箍松开，检查卡箍锥面及活塞杆、中间拉杆连接处是否干净，并将活塞杆转动四分之一圈上紧。6.在上紧缸盖和阀盖前，先在其丝扣表面涂抹润滑脂，且在每4小时时间内检查一次是否有松动的现象。7.经常观察阀盖密封，液缸密封、缸套密封及耐磨盘密封报警孔，如有泥浆排出，就应及时更换相应的密封圈。8.检查油位，油位太低
14、时应增加到需要的位置。（二）每周维护保养1.每周拆卸阀盖、缸盖一次，除去污泥，清洗干净，涂上润滑脂；检查阀杆导向器的内套磨损程度。2.检查阀及阀座的使用情况。3.检查活塞锁紧螺母，若遇腐蚀或损坏应及时换掉。4.从排污法兰的丝堵处放水一次，直到见油为止。5.检查并清洗润滑油泵管线中的滤网一次。（三）每月的维护保养1.每六个月换掉动力端油池和十字头沉淀油槽内的脏油并清理。2.检查排出管内的滤网是否被堵塞。3.检查液力端各螺栓是否松退或损坏，若有应及时按规定上紧或更换4.检查中心拉杆盘根盒内的密封圈，若已损坏需更换，至少三个月更换一次。（四）每年的维护保养1.检查十字头表面磨损情况，必要时可将十字头
15、旋转180再使用。2.检查导板是否松动，十字头间隙是否符合要求，否则进行检查和调整。3.检查动力端齿轮表面磨损情况，必要时可调面使用。4.检查小齿轮轴，曲轴总成各部是否完好，如有异常现象须采取措施。5.检查动力端各轴承有无损坏现象，若有需更换。6.检查后盖，曲轴端盖等处密封，如起不到良好的密封效果时应及时换掉。（五）维护过程中的其他注意事项1)上中间拉杆与活塞杆的卡箍前，必须将配合的锥面擦干净。2)换缸套时，必须将缸套密封圈一起换掉。3)冬季停泵后，或临时停泵超过十天，必须将阀腔及缸套内的泥浆放尽并冲洗干净。4)各检查窗孔应注意盖好，以防沙尘混入润滑油内。5)排出空气包只能充以氮气或空气，严禁
16、充入易燃易爆气体，如氧气、氢气等。三、可能发生的故障及排除方法故障故障原因原因排除方法排除方法1.压力表的压力下降、排量减小或完全不排泥浆1.上水管线密封不严，使空气进入泵内2.吸入滤网堵死1.拧紧上水管线法兰螺栓或更换垫片2.液体排出不均匀有忽大忽小的冲击。压力指针摆动幅度大。上水管线发出呼呼声1.一个活塞或者一个阀磨损严重或者已经损坏2.泵缸内进空气1.更换已损坏的活塞检查阀有无损坏及卡死现象2.检查上水管线及阀盖是否严密3.缸套处有剧烈的敲击声1.活塞螺母松动2.缸套压盖松动3.吸入不良，产生水击1.拧紧活塞螺母2.拧紧缸套压盖3.检查吸入不良的原因4.阀盖、缸盖及缸套密封处报警孔漏泥浆
17、1.阀盖、缸盖未上紧2.密封圈损坏1.上紧阀盖、缸盖2.更换密封圈故障故障原因原因排除方法排除方法5.排出空气包充不进气体或者充气后很快泄露1.充气接头堵死2.空气包内胶囊损坏3.针形阀密封不严1.清除接头内的杂物2.更换胶囊3.修理或更换针形阀6.动力端轴承、十字头等运动摩擦部位温度异常1.油管或油孔堵死2.润滑油太脏或已变质3.滚动轴承磨损或损坏4.润滑油过多或过少1.清理油管及油孔2.更换新油3.修理或更换轴承4.使润滑油适量7.动力端、轴承、十字头等处有异常响声1.十字头导板已严重磨损2.轴承损坏3.导板松动4.液力端有水击现象1.调整间隙或更换已损坏的导板2.更换轴承3.上紧导板螺栓
18、4.改善吸入性能四、液力端常见故障 钻井泵的压力一般为钻井泵排出的钻井液压力，长期以来，由于净化系统的处理能力与钻井液的配方不同，当钻井液中含有比较多的固相或含砂较多时，钻井泵在长时间的往复式运动下，活塞与缸套，凡尔体与凡尔座之间会发生疲劳与磨损，或其它因质量问题造成的其它故障，使正在正常运转的钻井泵产生压力波动，进而影响了正常的钻井生产，特别是现在使用无线随钻仪器以来，压力的波动直接影响了信号的传输，使地面导向数据难以准确，直接危害到钻井的安全生产。4.1 液力端常见故障1.缸套、活塞的损坏与磨损。缸套与活塞的损坏包括几种情况：一是正常的磨损，使配合间隙增大。二是活塞胶碗损坏。2.凡尔体与凡
19、尔座的损坏。凡尔体与凡尔座的损坏有几种情况，一是本体密封面刺坏，二是质量问题造成的扶正块断裂，三是弹簧断裂，四是扶正压板脱落等4.1液力端常见故障3.凡尔体卡死或异物阻卡 凡尔体卡死原因较多，但现场异物卡死现在也时有发生，比如泥浆净化不严格，上水管胶皮脱落等。4.上水管密封不严。5.空气包压力不足。4.2 泵液力端故障对压力的影响 泵液力端故障对压力的影响反映应分为两种：1.是造成的压力的降低；2.是造成的压力的波动，应将二者区分 开来。4.2泵液力端故障对压力的影响 当我们发现泵压降低时，我们首先要排除的是地面设备的故障或其他原因，除了液力端的问题外，我们还就排除的以下地面故障及原因主要在以
20、下的几个方面：1.地面整个高压管汇闸阀是否刺坏。2.泵保险凡尔是否损坏造成的钻井液短路 3.钻井液性能是否变化，如比重降低、粘度降低、加入润滑剂等4.3 造成泵压降低的常见故障及其影响造成泵压降低的几种常见故障：1、活塞与缸套刺坏。2、凡尔体与凡尔座刺坏 3、高压闸阀刺坏 缸套、活塞、凡尔体及凡尔座刺坏使正常显示的泵压缓慢下降，但无波动现象发生，一般情况下泵压下降1MPa我们就会发现，判断这类故障也比较简单。4.3 造成泵压降低的常见故障及其影响 高压闸阀刺坏对泵压的影响比较显著，一般在发现泵压下降1MPa时我们就可以及时的发现，如发现较晚，则泵压持续下降，但泵压无波动，这种现象可以根据回水管
21、的回液或温度或声音来判断。泵保险凡尔刺坏或短路，凡尔的活塞刺坏易被操作者忽略，在发现泵压下降后，有好多忽略了检查这里，以致于误判断为井下钻具的故障，给生产带来不必要的损失。保险凡尔刺坏忽略判断主要发生在回液管与上水管相联或与钻井液罐相联的情况下。对压力的影响与其它的现象区别在于压力变化的大小，开始时与闸阀刺坏凡尔体、凡尔座刺坏相同，但后期压力下降辐度较大。4.3 造成泵压降低的常见故障及其影响 泥浆性能的变化对压力的影响，主要发生在刚下钻到底，或者是刚加入处理剂的情况下，根据性能变化的大小辐度也相应变化，但影响不是很大，我们一般能及时发现与判断。4.4 造成泵压波动的几个常见故障 1、上水管密
22、封不严或者上水管损坏。（不考虑罐液量不足）这种现象表现在上水管有抽气现象，或者有钻井液渗漏，判断与解决比较容易，因为有空气进入可引起压力的波动，可表现在压力表指针上下浮动，水龙带晃动，压力波动范围根据上水管损坏程度略有不同，但一般在1-1.5MPa之间晃动。水龙带晃动不剧烈。4.4 造成泵压波动的几个常见故障2、空气包无压力或压力数值较小。空气包无压力或预充压力较小，在其他密封件无过大磨损的情况下，可表现为压力表浮动范围小，水龙带晃动不剧烈并有规则的晃动，一般情况下，我们必须将空气包充到设计泵压的30%，一是减少压力的波动，二是可以使故障判断不致于复杂化。4.4 造成泵压波动的几个常见故障3、
23、凡尔体卡死或者被异物卡死，无法关闭。这种现象在钻井现场中时有发生，而且判断起来比较困难，发生的原因有以下几点：w 弹簧断裂后，凡尔体卡死，无法关闭进水口。w 扶正压板翻转后凡尔体无法回到原位关闭进入口（主要发生在设备老化，缸体上部被扶正压板撞击出坑槽）w凡尔体扶正块损坏或者脱落，造成凡尔体无法开启或者无法关闭。w凡尔体卡死后，一般多发生在吸入阀，凡尔体卡死后造成吸入口无法关闭，使排出过程无法正常进行，泵压不但下降幅度较大一般在3-4MPa之间，而且伴着水龙带剧烈的晃动，缸体内无太大的声响，上水管膨胀幅度也开始剧烈起来，我们可以根据这几种现象来初步判断是阀体卡死4.4 造成泵压波动的几个常见故障
24、 当凡尔体卡死后无法关闭吸入口，当活塞在前推的过程中，泥浆在压力作用下不再顶开排水凡尔，而经上水凡尔又回到了上水管，我们从下图可以看出，当活塞前推时压力就会传递到上水管外壁，使上水管在压力作用下膨胀，相反，当活塞后移时，作用在上水管壁上的压力释放，并在大气压的作用下收缩，活塞一来一往致使上水管在拉杆前推与后移这一范围内产生膨胀与收缩。4.4 造成泵压波动的几个常见故障五、一些不正常现象原因的总结（一）上水不好的原因1.泥浆罐闸门未倒好或者开关度不适合2.上水管线堵塞3.灌注泵未开或者是涡轮有问题4.上水管线闸门未倒好或者开关度不适合5.上水滤子堵塞6.凡尔体卡死或者刺漏7.上水滤子盖未锁紧或者
25、未打回水，上水管进空气8.泥浆池液面过低引起的上水不好（二）、水龙带跳动1.上水不好2.空气包进泥浆，起不到减震作用（三）、泵压下降的原因w 水龙带或者高压管线刺漏w 回水闸门刺坏导致泥浆回流w 缸套活塞刺漏w 井下漏失六、泥浆泵点检卡1.检查泥浆泵整体的卫生情况2.检查齿轮箱油位、链条箱油位是否达到要求位置3.检查润滑油泵压力表读数是否正常4.检查喷淋泵水箱的冷却水是否充足5.检查2台辅助泵密封是否良好（3#三台）6.检查吸入空气包的工作是否正常，预冲压力是否为4.5MPa7.检查机架前腔，有大量泥浆、油污沉淀时及时清理8.检查安全阀设定压力是否可靠9.拉杆箱动力端油封是否良好10.拉杆卡子是否松动11.每四小时检查一次缸套是否松动12.检查缸套有无向外滑移现象，活塞运动是否托泥带水13.听进水、排水机构是否有异响14.观察报警孔是否溢出泥浆，若有更换相应的密封圈
