钻井泵-钻井施工的心脏（常见故障及原因分析上）

钻井泵原名“泥浆泵”。如果把整个钻井施工过程比作人体的生命活动，那么钻井泵就如同人的心脏一样重要。

钻井泵由地面到井底，再由井底返回四面不断循环的源动力。

钻井泵工作原理与损伤

钻井泵的工作原理是将地表冲洗介质、钻井液或聚合物在一定的高压下，经过高压软管、水龙头及钻杆柱中心孔，直送至钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。

石油的钻井泵是石油钻井装备的重要组成之一。但是因为在使用的过程中由于各种环境条件和人为因素的影响，它的零部件会逐渐受到不同程度的损伤。

导致它的设备的功能和精度降低，甚至让整个机械丧失使用价值。

如果钻井泵不能正常工作，就可能发生钻井事故，像人的心脏停止了跳动。

所以今天我们从钻井泵容易发生故障的原因进行分析与诊断。

钻井泵在使用中常见的故障类型

1、钻井泵磨损型故障

这种常见的故障一般是由泵压、泵冲、高压高温、含砂量、材料等因素引起的。

如果在工作中出现泵压下降，冷却系统有大量钻井液出现，这就是钻井泵缸套和活塞磨损、刺坏到一定程度后造成的。

A. 泵压、泵冲

泵压和泵冲怎么造成故障呢？随着泵压的升高，活塞皮碗与缸套间的接触压力增大，摩擦力也是跟着变大，会产生大量的热量，会加快橡胶材料的磨耗、老化和水解。

造成材料性能与耐磨性下降，弹性模量和抗张强度会随着温度升高而降低，超过一定温度，耐磨性急剧下降，并且失去弹性，活塞丧失密封能力而失效。

泵冲增加后，活塞速度、惯性力随之增加，这趟活塞所受的交变载荷不仅次数增大，同时交变频率变大，造成的恶劣影响也会增加。

在这样的情况下，泵压和泵冲的增加，会让活塞的使用寿命大大减少。

B. 摩擦热

我们都知道，活塞式橡胶密封件，而摩擦热是影响活塞使用的一个主要因素。

橡胶呢，是高分子的复合材料，如果活塞处于一个高压、高速、重载的工作环境中，那么这种剧烈的摩擦会让活塞的橡胶温度升高，导致橡胶老化脆裂，表面产生永久变形。

钻井泵在运转的过程中，活塞皮碗受缸套、钢芯及压板的约束，由于橡胶与钢板的受热，膨胀系数不同，皮碗只能在压板与缸套间的空间和钢芯与缸套之间的缝隙里膨胀，导致压板陷入皮碗，挤出间隙。

C. 含砂量

一般在钻井的过程中，钻井泵输送的钻井液粘度大，同时含砂量也高，这些砂温度高且具有腐蚀性。

尤其是在固控设备没有合理运作的情况下，钻井液的含砂量往往超过了设计要求，其中不乏有直径小于0.1毫米的砂粒，进入活塞皮碗与缸套的接触面。

造成了活塞和缸套不同程度的磨损，也加剧了缸套活塞的破坏。

D. 有缺陷的缸套

缸套：缸套大多数是由高铬合金用离心浇铸法铸造成的，所以就导致缸套表面存在小气孔和沙眼等缺陷。

缸套在运输、存放、安装等过程中，会因为人为因素造成耐磨衬套的损伤，像存在有缺陷的凹槽时，高压钻井液会切割质软的缸套垫圈。慢慢的缸套垫圈就会被刺穿，从而刺坏了泵块。

2、钻井泵松动、撞击型故障

A. 钻井泵松动

凡尔体导向整体脱落的表现是：钻井泵在工作时，液体端突然出现间断的敲击声，泵体出现严重的振动，水龙带剧烈跳动。

造成这些的原因是凡尔体固定不可靠或者尺寸不合格，刮碰凡尔座。

B. 撞击型故障

如果在钻井泵工作时，泵压T突然下降约四分之一，拉杆箱中传出撞击声。这就可能确定是因为固定螺杆随着拉杆的运动变得越来越松动，甚至脱落。

在严重时活塞拉杆在中心拉杆的撞击下，将缸套撞坏，造成活塞拉杆变形。

钻井泵损害原因和应对措施请关注下篇文章呀~