费节高　牛俊峰　黄智勇　徐迎新

（长庆石油勘探局井下技术作业处，710021　陕西西安）

　　摘　要：SS-2000型压裂设备其上所配置的SPM QWS-2500型五缸柱塞泵在使用中出现压裂车动力端轴瓦被烧、液力端被携砂液刺伤等问题。为了更好的的利用设备，避免类似情况的再次发生，针对上述问题我们进行了深刻的分析和总结，并提出了一些改进建议。

　　主题词：轴瓦；柱塞泵

　　1　前言

　　目前SPM QWS-2500型五缸柱塞泵是世界上Z顶端的压裂设备之一，在油气产量的提高上发挥着重要的作用。未来的压裂泵车将朝着大功率、高压力、大排量、自动化控制程度高、易操作的方向发展。但在使用中SPM QWS-2500型五缸柱塞泵出现压裂车动力端轴瓦被烧、液力端被携砂液刺伤等问题。为了更好的利用设备，避免类似情况的再次发生，对上述问题进行了深刻的分析和总结，将有很大的实际指导意义。

　　2　SPM QWS-2500型五缸柱塞泵动力端轴瓦烧伤及原因分析

　　2.1 SPM QWS-2500型五缸柱塞泵动力端轴瓦烧伤经过

　　用SPM QWS-2500型五缸柱塞泵所装配的SS-2000型压裂泵车自美国SS公司接回以来，在调试过程中就发现机油压力与其他压裂车相比要低15磅/英寸2左右，由于每次调试过程的时间不是太长，五缸柱塞泵承受的载荷也非常小，所以油温并无明显异常。

　　在现场施工排量为2.2m³/min、平均施工压力为24MPa的工作情况下，有3台压裂车参加了施工，在施工过程中，发现一压裂车五缸柱塞泵动力端润滑油机油压力偏低，比其它两台车辆要低20磅/英寸2左右，五缸柱塞泵的机油温度也上升比较快，随后对该压裂车五缸柱塞泵润滑油压的调节阀进行了调节，但无明显改观。于是立即对此压裂车停泵进行检查，解开柱塞泵动力端润滑油管线，在放油的过程中发现润滑油含有较多的金属铁削，经初步分析，判断是五缸柱塞泵存在金属微粒脱落。回基地后，打开该压裂车五缸柱塞泵动力端后盖，并将第5缸的连杆卸下，这时发现轴瓦被严重烧伤。

　　2.2 SPM QWS-2500型五缸柱塞泵动力端轴瓦烧伤原因分析

　　技术人员在拆卸第5缸连杆盖时发现轴瓦已经偏离了定位槽，通过分析，判断该轴瓦在连杆盖里定位不牢靠，出现了相对转动，这样就使润滑油孔错位而造成轴瓦润滑效率降低。再打开其它4个缸检查时没有发现轴瓦偏离定位槽的问题，初步判断是该轴瓦在装配时出现技术问题，导致在后来的运行过程中，轴瓦出现一定程度的相对转动，这样就造成润滑油孔错位，使其润滑效率大幅度降低，磨损加剧，Z终造成轴瓦被烧伤。同时由于是新车，设备还处在磨合期，五缸柱塞泵在运转时会有一定量的细铁削脱落，这些金属颗粒和油中的杂质使滤油器的部分孔道堵塞，造成润滑油流量偏低，使其润滑不良。轴瓦与曲轴的间隙受磨损后增大，造成机油压力降低，润滑不良，这样磨损进一步加大，恶性循环，使其润滑效果逐步降低。

　　3　QWS-2500型五缸柱塞泵液力端刺伤及原因分析

　　3.1 QWS-2500型五缸柱塞泵液力端刺伤经过

　　在现场施工条件为：工作压力39~52MPa，1台压裂车档位为3挡，另外2台压裂车都是2档加砂3.0m³时，一压裂车车上水管线出现抖动现象，此时混砂车排出压力为60磅/英寸2，随即将此压裂车置于空挡，待发动机降温后停车，同时将另外两台压裂车档位提到3挡，完成施工。施工结束放压后，对该车进行了拔泵检查，五缸柱塞泵排出凡尔座与凡尔头，凡尔胶皮都未发现问题，对上水凡尔座与凡尔头、凡尔胶皮进行检查，发现第4个泵腔的凡尔头扶正爪内侧有刺伤，凡尔胶皮及凡尔座密封面密封性能良好，初步判断为液体从凡尔座与泵腔接触面的外侧进入，刺伤凡尔座和凡尔头扶正爪。返回基地后拔下凡尔座进一步检查泵腔，发现该凡尔座在密封圈以上3mm处整体断裂，并看到第4缸泵腔内有两处损伤，其余部件良好。

　　3.2 QWS-2500型五缸柱塞泵液力端刺伤原因分析

　　该车自投产以来，除更换其他厂家凡尔体总成外，其余配件均为原车五缸柱塞泵所配，不存在操作人员因更换凡尔座后，安装不当造成损坏的可能性。日常拔泵只是检查凡尔胶皮的磨损程度决定是否更换相应配件，在没有拔下凡尔座时，很难对凡尔座有更好、更仔细的检查方法，日常只是靠用手摸，凭经验来判断。从拔下的所有凡尔座来看，密封圈都完好无损，因此不存在凡尔座与泵腔的环行面因安装不到位造成损坏的可能性。

　　从损伤的凡尔座来看，是凡尔座端面存在微小的裂纹或沙眼出现的问题，在泵工作时，工作腔内的高压携砂液体从凡尔座与泵腔安装面Z薄弱的地方（微裂纹或砂眼）刺入，切割凡尔座后刺伤凡尔头扶正爪，然后刺穿凡尔座的另一边从而刺伤泵腔，Z后导致高低压串通，造成施工过程中吸入管线抖动。

　　4　QWS-2500型五缸柱塞泵存在问题的改进建议

　　（1）与原来三缸泵相比，现在泵头缸的数量增多了，排量提高了，泵的运行也更加平稳，但第五缸离上水端Z远，存在较严重的上水不足造成缸体运行环境不一致，宜导致上述问题。在使用的过程中，绝大多数情况下第五缸出现的故障Z多。如果能在泵头上设计一个缓冲装置，一开始就先使它充满液体，当吸入排量突然下降或存在供液不足时，可以通过缓冲装置来补充液体。这样就会减小如走空泵、供液不足对泵头的损伤，也延长了采取制动措施的操作时间；

　　（2）五缸柱塞泵液力端下方的吸入管汇处沉砂严重也是造成问题频出的一个原因，给设备的正常维护带来不便。若将吸入管汇设计成一定的倾斜角度，效果会有所好转；

　　（3）五缸柱塞泵动力端润滑泵吸入管线与油箱连接处采用的是丝扣连接，给更换滤芯带来了很大的不便。可将润滑泵吸入管线与油箱的连接方式改装成法兰连接，这样更换滤芯时卸开法兰就可以了，相比以前就会方便很多，润滑效果也将会提高；

　　（4）在更换柱塞或遇到柱塞损伤后卸下时，由于无法使用工具，给操作带来了很大的不便。如果在柱塞端部加工一定深度的螺纹，同时另外在加工一个一定长度的螺杆，可以轻松的装卸柱塞，给操作工带来很大的方便。

　　参考文献

　　[1]sswriteSS-2000型压裂车SPM QWS-2500型五缸柱塞泵技术资料[D].美国SS公司，2006

　　[2]刘成林.鄂尔多斯盆地苏里格气田天然气储层与输导体系研究[D].石油大学（北京），2005

　　[3]崔明月，陈彦东，杨振周.制备延迟交联耐高温硼压裂液的途径[J].油田机械，1994，

来源：《新疆石油科技》2008年03期