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　　摘　要：在固井施工過程中，GJC100—30水泥車再循環泵泄漏水泥漿的現象時有發生，嚴重影響固井地面施工一次成功率，威脅HSE工作的順利開展，造成資源的不必要浪費。針對產生這一現象的主要原因，制定出改造方案，就是將原機械密封拆除，然后在再循環泵的殼體上增加了潤滑油道，潤滑油可從注水泥泵的柱塞潤滑油罐接出，將其壓力調整為0.35～0.5kg/cm²，重新設計軸套、隔套，并選用哈里伯頓再循環泵密封。對于唇形橡膠密封，重新設計加工了軸套，為提高其強度和耐磨性，加工了金屬陶瓷和45鋼材料加工后刷鍍的兩種。另外，同機械密封改造方案相同，加工了黃銅隔環和選用了哈里伯頓再循環泵密封。這一改造方案實施后收到很好效果。文章對實施效果進行了評價。
　　關鍵詞：水泥車；再循環泵；泄漏；改造
　　近兩年，大慶石油管理局鉆探集團鉆技公司陸續從江漢第四石油機械廠訂購了19臺GJC100—30水泥車。這些車輛在固井施工過程中，經常出現其再循環泵泄漏水泥漿的現象，很難滿足HSE的要求。為此專門成立研究小組，對可能發生再循環泵泄漏水泥漿的原因進行了仔細的分析和研究，并制定了對其密封系統改造方案，收到了良好的效果。
　　一、密封系統形式及現狀
　　根據對GJC100—30水泥車再循環泵液力端的密封系統形式進行研究發現，使用的共有兩種形式，即機械密封和唇形橡膠密封^[1] 。機械密封主要由靜止環（靜環）、旋轉環（動環）、彈性元件、旋轉環傳動和輔助密封圈等零件組成，工作時利用旋轉環和靜止環相對轉動的兩個貼合表面以及輔助密封來實現其密封功能。機械密封能否正常工作取決于兩端面問能否建立穩定、可靠的潤滑液膜和及時將摩擦熱導出。機械密封具有工作可靠、泄漏量小、工作壽命長、端面磨損能自動補償、無須經常維修、功率損耗小、對軸沒有磨損等特點，但由于對密封零件的加工精度和安裝要求較高，制造成本較貴，維修時需將主機部分解體才能裝拆，發生緊急故障不易采取應急措施，故其應用也受到一定限制。另一種則采用Y_x橡膠密封內加襯環組的方式，一組共五套，內三外二，中間有隔環，隔環周向有油道，可以通過潤滑油。為更換方便，Y_x橡膠密封和襯環均有傾斜于直徑方向的切口，該種密封屬于接觸密封。接觸密封是靠密封件在裝配時的壓縮力和工作時的介質壓力，使密封件產生彈性變形所形成的彈性接觸力而起密封作用的。在實際使用過程中， 這兩種密封系統先后出現了使用時問較短，密封、軸套和隔環燒蝕等故障。Z短的僅使用5口井，Z長的也不超過3個月，平均壽命為1個月，即出現在固井施工過程中水泥大量泄漏現象，嚴重妨礙了HSE工作的實施，使鉆井隊感到很不滿意，迫使我們不得不在固井施工結束后還得清理現場，這無形中就增加了許多工作，造成了不必要的資源浪費。同時，也很難保證在下一次固井施工中不出現固井地面施工不合格的發生，給固井質量造成嚴重威脅。
　　二、原因分析
　　（1）對于機械密封，其使用條件為：介質是礦物油、空氣。 GJC100—30水泥車再循環泵液力端采用的是單彈簧式機械密封，其優點是耐腐蝕、固體顆粒不易在彈簧處積聚，但其端面受力不均，另外，由于固井水泥顆料大小不一，同時存在許多雜質，也容易使這些顆粒或雜質因為“楔形原理”進入動環與靜環之間，易使端面變形，影響密封性能，從而造成水泥漿泄漏；又由于水泥漿黏度比較大，所以，易產生過量摩擦熱，致使機械密封及軸套磨損加劇，影響其使用壽命。
　　（2）對于唇形橡膠密封，其使用條件也為空氣、礦物油。由于密封及隔環有切口，雖然切口位置錯開了，但由于整體強度降低，同時密封不一定在同一平面上，依然易發生泄漏；另外，也可能是操作人員將壓蓋螺栓預緊力調整過大，造成密封與軸套之間過緊，加速磨損；同時，原廠的軸套有的未經過表面處理，表面粗糙度和硬度不夠，易發生磨損；再者，就是原廠隔環采用尼龍材料，在產生大量摩擦熱無法迅速導出的情況下，很快將隔環燒化，堵住潤滑油通道，致使滑油油無法為密封潤滑，從而造成唇形橡膠密封迅速磨損，導致水泥漿泄漏和軸套燒蝕。 
　　三、改造方案及效果
　　對于機械密封，將原機械密封拆除，然后在再循環泵的殼體上增加了潤滑油道，潤滑油可從注水泥泵的柱塞潤滑油罐接出，將其壓力調整為0.35～0.5kg/cm²，重新設計軸套、隔套（黃銅材料），并選用哈里伯頓再循環泵密封（一組四個，內二外二）。 
　　對于唇形橡膠密封，重新設計加工了軸套，為提高其強度和耐磨性，加工了兩種，即金屬陶瓷和45鋼材料加工后刷鍍的兩種。另外，同機械密封改造方案相同，加工了黃銅隔環和選用了哈里伯頓再循環泵密封（一組四個，內二外二）。 
　　按改造方案實施后，在改造的19臺GJC100—30水泥車中，再循環泵液力端發生泄漏的周期Z短的為4個月，Z長的為1年半，平均壽命為6個月，使用效果良好，受到了固井隊于部職工的一致好評。
　　四、結論
　　原GJC100—30水泥車再循環泵液力端密封系統，雖在理論設計上可行，但設計者對現場使用條件和介質沒有充分調研，導致密封系統失效，造成水泥泄漏和軸套、隔套或密封燒蝕等既成事實。改造后，該套系統性能得到明顯改善，完全能夠滿足固井施工需要。建議操作人員在施工作業前后，及時對再循環泵液力端密封系統進行檢查，注意調整壓蓋螺栓的預緊力，千萬不可過大，以施工作業時，剛好不發生泄漏為止。
　　參考文獻
　　[1]徐灝.機械設計手冊[M].機械工業出版社,1995年.