新式泥漿泵凡爾體取出器的設計與應用

薛寶森

摘要：針對檢修鉆井泵頻繁、取凡爾體時間長的問題，設計制作了一款新式泥漿泵凡爾體取出器，解決檢修過程中凡爾體取出不易、花費時間長、人員易燙傷的問題。經現場使用驗證，該工具有提質提效、安全生產的作用。

關鍵詞：維修泥漿泵;更換凡爾體

一、泥漿泵的工作原理

泥漿泵主要分為動力端與液力端，動力端通過皮帶帶動泵的主軸旋轉，再通過曲柄連桿機構使活塞往復運動。活塞在鋼套內形成負壓，水管線中的泥漿推開凡爾體進入液力端的上水缸內，之后活塞反向運動，缸內的液體收到活塞的擠壓而壓力升高，上水凡爾體被關閉，排水凡爾體被頂開，泥漿液被活塞推出排水凡爾體進入到高壓管匯，完成排出過程。每完成一個吸入和排出的過程，凡爾體就會開關一次，隨著泥漿泵運轉速度的增加和管匯壓力的增高，凡爾體的壽命會隨之縮短。因此，凡爾體是泥漿泵的易損件之一，檢修凡爾體也是泥漿泵的日常工作。

二、制作工具的必要性

科威特屬于熱帶沙漠氣候，年平均氣溫四十五度，最高可達五十多度，地面溫度高達八十度。科威特石油公司鉆井施工作業主要以油基泥漿為主，正常作業時泥漿返出溫度能達到七十度。在高溫環境及泥漿的雙重加熱作用下，鉆井泥漿泵液缸的各零部件溫度很高，皮膚接觸后容易發生燙傷。在檢修泥漿泵排水凡爾體時，液缸內的油基泥漿無法全部排出，且手部作業空間較小。在高溫及油基泥漿的潤滑作用下，檢修人員不易取出凡爾體，不用手套用手直接取出凡爾體，容易燙傷和劃傷手;使用手套，由于手套與凡爾體間的摩擦力較小，一般需經過多次失敗后方可取出凡爾體，浪費時間 且增加了勞保材料消耗。

因此，設計制作一種結構簡單、操作方便、安全高效的工具，代替操作人員用手拿出凡爾體，是一種節省檢修時間、提高檢修效率、保護檢修人員的有效方案。

三、工具的結構與使用

根據凡爾體的外形，新式泥漿泵凡爾體取出器由套筒、磨阻系統和固定單元組成。設計使用2寸的鋼管作為套筒，套住凡爾體上部圓柱體部分。套筒內有一根直徑10毫米的圓鋼，圓鋼端部與一塊弧形鋼板焊接在一起提供取凡爾體的摩擦力，弧形鋼板與凡爾體上部圓柱體曲率接近以增加與凡爾體的接觸面積。圓鋼與弧形鋼板組成磨阻系統，固定單元使磨阻系統在鋼管內只能上下活動。工具結構如下圖一所示。

使用時，套筒套住凡爾體上部，通過套筒上部手柄與磨阻系統手柄上下發力，控制磨阻系統將凡爾體上部推向套筒內壁并擠緊，上提套筒即可將凡爾體從液缸內取出。取出后，單獨上提磨阻系統手柄，即可分離凡爾體與取出器。使用示意圖如圖二所示。

四、應用效果

新式泥漿泵凡爾體取出器具有以下特點：

（一）結構簡單，制作方便，操作簡單，使用過程中不易損壞。

（二）作業人員手部不接觸高溫泥漿和凡爾體，極大降低了檢修過程中人身傷害風險。

（三）能夠提供足夠的抓力，高效快速地取出凡爾體，可靠性高，提高了作業時效。

新式泥漿泵凡爾體取出器已在8支井隊中投入使用，都取得了良好的效果。實際使用情況證明，取出器具有高效可靠取出凡爾體的功能，提高了檢修泥漿泵的速度，同時防范了人身傷害的風險，達到了提質提效、安全生產的目的。同時，該工具適用于各種性能的泥漿，并且泥漿溫度高低對凡爾體更換作業沒有影響，達到了我們預期的效果。由于該工具的結構簡單，容易加工，可在其它各井隊推廣使用。