钻井泵液力端的维护保养与焊接修理技术

方长传

（中海油能源发展股份有限公司，北京100010）

液力端是钻井泵的重要组成部分。以前一直以为液力端是一个非损耗件，因为它不像其他零件会被液体冲刷“刺”坏。如今，由于钻井压力不断提高，造成钻井泵液力端损坏现象时有发生。因此，要经常对液力端各零部件进行维护保养，对损坏的进行焊接修理，以延长液力端的使用寿命，保证钻井泵的正常运转。

1 维护保养

三缸钻井泵液力端总成包括3个锻造的泵头、缸套、阀盖及缸盖、吸入管及排出管。其维护保养技术要求如下。

图1 泵头构造图

1.1 泵头（液缸体）

泵头的构造如图1所示，尺寸数据见表1。3个独立的泵头通过双头螺栓与动力端机架作金属对金属的连接，通过动力端机架的孔和位于泵头上的“导向”凸台来保证动力端及泵头的对中。然而，为了获得精确的对中，机架孔及泵头“导向”凸台上的结合面的沟痕、毛刺、脏物必须清除，否则两者联接后会产生“翘曲”或歪斜。

表1 泵头构造尺寸数据

1.2 吸入管

吸入管用螺栓与每个泵头连接，并用O形圈密封法兰的结合面。要彻底清洁O形圈的槽内及泵头底部O形圈密封面，在安装吸入管前把O形圈放入，法兰必须是金属对金属连接，以保证O形圈的密封。因此，在密封表面上的任何刻痕、沟槽或刺坏处，在安装前必须予以修理。

在上紧吸入管螺栓以前，要先把3个泵头上的螺栓旋好（松动，勿上紧），最后才用扭矩扳手上到表2所示的扭矩值。

表2 螺栓扭矩扳手

1.3 排出管

排出管螺栓上紧在每一个泵头上，并在接合法兰上用O形圈进行密封。在上紧排出管前，要彻底清洁泵头上O形圈密封表面。必须形成金属对金属的连接以压住O形圈。因此，在安装前密封面上的任何刻痕、沟槽或刺坏都要修。

在上紧排出管螺栓以前，要先把3个泵头上的螺栓旋好（松动，勿上紧），然后用扭矩扳手按表2所给定的扭矩值上紧泵头与机架连接螺母。

1.4 缸盖法兰

可更换的缸盖法兰用螺栓上紧在泵头面上，缸盖法兰须形成金属对金属的连接，以保证其端面和泵头上的轴线垂直。因此，要确保在安装前清除接合面上的毛刺、凸点和异物。

注意：在安装缸盖法兰时，要使其“泄漏孔”在下面。缸盖法兰螺栓的上紧扭矩见表2。

2 焊接修理

当需要对正常磨损或刺坏的液力端孔部进行修理时，必须严格按下述焊接规程进行补焊，然后将补焊好的孔进行机械加工，加工后使孔的所有尺寸符合表1中规定的数据。而且，在所有情况下都要保持孔台肩（安装缸套、盖等等）与孔的轴线成90°。

2.1 焊接规程

按30号碳钢的焊接方法进行：①用气刨或磨削方法清理焊区；②在焊接前要确认焊条是干燥的，如认为有必要，应放入烘干箱内烘烤除潮；③局部加热焊区，在各方向其范围至少为75 mm，加热温度为：120～180℃；④用A WS－AST M E－60－7018低氢焊条（例如：ADA M－Arc7018牌号）；⑤每焊完一道后要使温度降回120～180℃后，再焊一道；当完全焊好后清理焊区，加热至120～180℃，然后才允许自然冷却。

2.2 修理

液力端修理通常分成2种类型：裂纹；刺坏。

1）裂纹的修理 ①磨除全部裂纹。若企图用气割的方法除去裂纹，只能造成裂纹发展速度大于金属烧蚀速度，因此，不宜用这个办法。②预热。预热的目的是使待补焊区扩大，这样在冷却过程中，预热区和焊修区的冷却较为一致。③消除焊接时出现热裂，可防止在焊肉和基本金属之间形成硬点，显然，这种硬点是易产生疲劳裂纹的部位。裂纹的补焊按上述焊接规程进行。

2）刺坏的修理 当修理冲蚀（刺坏）的阀盖孔时，最重要的是在车削或磨削时保持阀盖座完全平整，并与螺纹轴线成90°。如图2所示。阀盖垫圈①装在阀盖孔顶部的沉孔内，构成金属对金属的贴合，垫圈被密封在磨削形成的低点，否则将会在阀盖底端和阀盖座座顶端间形成间隙，在压力作用垫圈时挤出刺坏阀腔盖。高点或低点同样会使阀盖位置形成“翘起”，由于2个配合的螺纹轴线不垂直，其后果是导致丝扣严重损伤。

图2 修理冲蚀（刺坏）的阀盖孔