3NB－1300C型钻井泵排出管镶套修复工艺

罗 军

（中国石油西部钻探吐哈钻井公司，新疆鄯善838200） ＊

3NB－1300C型钻井泵排出管镶套修复工艺

罗 军

（中国石油西部钻探吐哈钻井公司，新疆鄯善838200）＊

3NB－1300C型钻井泵排出管3个进液口长期使用后，被高压泥浆流刺大而不能实现与液缸的密封。介绍了一种采用镶套方法修复3NB－1300C型钻井泵排出管的工艺，修复后的钻井泵排出管能承受高压，密封性可靠，使用寿命和性能达到原设计技术要求，节约了材料成本。

钻井泵；排出管；镶套；修复

钻井泵广泛应用于石油天然气钻井现场，钻井泵排出管是液力端的关键部件，要求能够承受最大工作压力34.5MPa。在长期使用过程中，排出管3个进液口逐渐被高压泥浆流刺大，不能夹紧橡胶密封垫实现与液缸的密封，出现泥浆刺漏，影响了日常生产，也存在巨大安全隐患［1］。而且刺大的进液孔呈现口袋状，难以补焊修复，如按一般原则报废处理将会造成巨大浪费。对其进行修复不仅可以达到原来新件使用寿命和技术性能，还有力支持了节能减排号召，实现废品再利用。

1 3NB－1300C型钻井泵排出管故障分析

3NB－1300C型钻井泵排出管与液缸密封采用的是∅70mm×∅90mm×10mm橡胶密封垫密封，排出管上进液口的内径为∅70mm，如图1所示。

图1 完好的钻井泵排出管

经过长期使用后，3个进液口逐渐被高压泥浆流刺大，进液口表面直径达到∅80mm左右，而且不规则，多数呈现椭圆形；进液口内部通道里直径变得更大，且呈现口袋状很难补焊修复［2］，如图2所示。

图2 进液口被泥浆刺大的钻井泵排出管

2 确定镶套结合面种类并校核强度

采用镶套方法修复，可将排出管进液口被泥浆刺大的部分去除，尤其是车削去呈现口袋的部分，根据去除后的尺寸按照过盈配合加工金属套，加热排出管使其膨胀镶嵌金属套，恢复原貌。钻井泵排出管镶套修复应采用过盈配合装配，根据经验初步选为H7／u6。

配合面最大结合压强［3］为

配合面最小结合压强为式中，δmax为结合面处最大过盈量，取0.235mm；δmin为结合面处最小过盈量，取0.17mm；df为结合面处直径，为100mm；di为金属套直径，为70mm；Ea为钻井泵排出管材料弹性模量，为175 000MPa；Ei为金属套材料弹性模量，为175 000MPa；Sa，Si为系数，查阅相关资料取Sa＝Si＝0.04；μi为泊松比，取0.30。

装配后金属套的最大应力为

3 镶套修复工艺

通过上述计算确认过盈装配后最大应力小于材料的许用应力，可以装配，按照以下工艺实施［4－5］。

1） 车削进液口到达理想尺寸。将钻井泵排出管夹持在镗床工作台上，根据3个进液口被刺大的最大直径确定所镗孔的直径和深度，孔的深度越过镗前孔径直径最大处，然后分别镗孔。孔的大小和深度可以不一样，根据实际情况确定最佳尺寸，一般孔镗到∅95～∅120mm之间，深度8～35mm之间，如图3。

图3 镗削后钻井泵排出管

2） 测量镗后的孔径及深度，绘制金属套图纸。选择H7／u6配合，按照图纸加工金属套；分别精确测量镗后孔的直径和深度，并对每个孔进行编号，每个编号对应一组尺寸。为了使修复后的金属套更加稳固，金属套与孔要采用较紧的过盈配合。测量孔的直径作为金属套的外径，孔的深度作为金属套的高度，金属套内孔与橡胶密封垫内径为∅70mm，根据H7／u6过盈配合的要求，确定金属套外径的上下偏差，绘制图纸，金属套材料与原排出管材料一致，为ZG25MnVCu。根据图纸，加工金属套，并对金属套进行编号，与孔的编号对应，加工好的金属套如图4。

图4 金属套

3） 加热钻井泵排出管3个进液口，热装金属套。先采用油浴或其他安全方法均匀加热钻井泵排出管到70～90℃，使其膨胀，再按照对应编号将常温金属套分别装入孔中，有必要时可用铜棒敲击金属套，保证装配到位。自然冷却后上镗床进行平面度处理，达到使用技术要求。热装完成后，不要翻动排出管。同时要求安装金属套的一面向上，自然冷却到常温后上镗床进行平面度修复或检测，要保证3个孔所在的密封平面，平面度不超过0.02mm。镶套修复后钻井泵排出管如图5。

图5 镶套修复后钻井泵排出管

4 现场应用

2009—2011年，西部钻探吐哈钻井公司机修厂采用该方法修复46件NB－1300C型钻井泵排出管，安装在钻井泵上现场使用，使用均达到了一个大修周期，每件都达到新件的技术性能，没有发现因为镶套配合应力过大而发生破坏现象，使用效果良好。

5 结论

用镶套方法修复3NB－1300C型钻井泵排出管，很好地解决了排出管被泥浆刺大问题，而且修复过程简单，容易操作，修复后对原材料没有影响，安装使用可靠，可以达到原来的技术性能。实践证明镶套修复3NB－1300C型钻井泵排出管是可行的，此方法还可以通过改变参数推广修复F－1000型、F－1300型等其他钻井泵排出管。

［1］ 王 峰，罗 军，李 霞，等.吐哈油田钻井泵设备故障分析及措施［J］.石油矿场机械，2011，40（7）：88－90.

［2］ 杨文松.SL－3NB1300型泥浆泵阀箱和曲柄总成修理方法［J］.石油矿场机械，1995，24（03）：35－36.

［3］ 任丽梅，冯乐春.过盈镶套法修复内孔的工艺研究［J］.煤矿机械，2010，31（9）：115－116.

［4］ 高志恒.减速器箱体箱套方法及其影响分析［J］.机电工程技术，2011.40（4）：57－58.

［5］ 张志毅，裴峻峰.钻井泵故障诊断方法的探索与实践［J］.石油矿场机械，2004，33（6）：57－58.

Inlay Repair for Discharge Pipe of 3NB－1300CDrilling Pump

LUO Jun
（Tuha Drilling Company of CNPC Xibu Drilling Engineering Co.，Ltd.，Shanshan838200，China）

After long－term use of three inlet on discharge pipe of 3NB－1300C，high pressure mud flow was great and it couldn＇t achieve cylinder seals.A method of using set repair 3NB－1300Cdischarge tube of mud pump technology is introduced，the repaired pump discharge tube drilling can bear high pressure，sealing is reliable，service life and performance meet the original design technical requirements，which greatly reduce the material cost.

drilling pump；discharge pipe；inlay；repair

1001－3482（2012）03－0074－03

TE926

B

2011－10－23

罗 军（1979－），男，陕西咸阳人，工程师，主要从事石油钻井设备维修管理及技术工作。