新式泥浆泵凡尔体取出器的设计与应用

薛宝森

摘要：针对检修钻井泵频繁、取凡尔体时间长的问题，设计制作了一款新式泥浆泵凡尔体取出器，解决检修过程中凡尔体取出不易、花费时间长、人员易烫伤的问题。经现场使用验证，该工具有提质提效、安全生产的作用。

关键词：维修泥浆泵;更换凡尔体

一、泥浆泵的工作原理

泥浆泵主要分为动力端与液力端，动力端通过皮带带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞往复运动。活塞在钢套内形成负压，水管线中的泥浆推开凡尔体进入液力端的上水缸内，之后活塞反向运动，缸内的液体收到活塞的挤压而压力升高，上水凡尔体被关闭，排水凡尔体被顶开，泥浆液被活塞推出排水凡尔体进入到高压管汇，完成排出过程。每完成一个吸入和排出的过程，凡尔体就会开关一次，随着泥浆泵运转速度的增加和管汇压力的增高，凡尔体的寿命会随之缩短。因此，凡尔体是泥浆泵的易损件之一，检修凡尔体也是泥浆泵的日常工作。

二、制作工具的必要性

科威特属于热带沙漠气候，年平均气温四十五度，最高可达五十多度，地面温度高达八十度。科威特石油公司钻井施工作业主要以油基泥浆为主，正常作业时泥浆返出温度能达到七十度。在高温环境及泥浆的双重加热作用下，钻井泥浆泵液缸的各零部件温度很高，皮肤接触后容易发生烫伤。在检修泥浆泵排水凡尔体时，液缸内的油基泥浆无法全部排出，且手部作业空间较小。在高温及油基泥浆的润滑作用下，检修人员不易取出凡尔体，不用手套用手直接取出凡尔体，容易烫伤和划伤手;使用手套，由于手套与凡尔体间的摩擦力较小，一般需经过多次失败后方可取出凡尔体，浪费时间 且增加了劳保材料消耗。

因此，设计制作一种结构简单、操作方便、安全高效的工具，代替操作人员用手拿出凡尔体，是一种节省检修时间、提高检修效率、保护检修人员的有效方案。

三、工具的结构与使用

根据凡尔体的外形，新式泥浆泵凡尔体取出器由套筒、磨阻系统和固定单元组成。设计使用2寸的钢管作为套筒，套住凡尔体上部圆柱体部分。套筒内有一根直径10毫米的圆钢，圆钢端部与一块弧形钢板焊接在一起提供取凡尔体的摩擦力，弧形钢板与凡尔体上部圆柱体曲率接近以增加与凡尔体的接触面积。圆钢与弧形钢板组成磨阻系统，固定单元使磨阻系统在钢管内只能上下活动。工具结构如下图一所示。

使用时，套筒套住凡尔体上部，通过套筒上部手柄与磨阻系统手柄上下发力，控制磨阻系统将凡尔体上部推向套筒内壁并挤紧，上提套筒即可将凡尔体从液缸内取出。取出后，单独上提磨阻系统手柄，即可分离凡尔体与取出器。使用示意图如图二所示。

四、应用效果

新式泥浆泵凡尔体取出器具有以下特点：

（一）结构简单，制作方便，操作简单，使用过程中不易损坏。

（二）作業人员手部不接触高温泥浆和凡尔体，极大降低了检修过程中人身伤害风险。

（三）能够提供足够的抓力，高效快速地取出凡尔体，可靠性高，提高了作业时效。

新式泥浆泵凡尔体取出器已在8支井队中投入使用，都取得了良好的效果。实际使用情况证明，取出器具有高效可靠取出凡尔体的功能，提高了检修泥浆泵的速度，同时防范了人身伤害的风险，达到了提质提效、安全生产的目的。同时，该工具适用于各种性能的泥浆，并且泥浆温度高低对凡尔体更换作业没有影响，达到了我们预期的效果。由于该工具的结构简单，容易加工，可在其它各井队推广使用。