3zj型注聚泵密封失效的原因分析和改進措施

1、<p>　　3ZJ型注聚泵密封失效的原因分析和改進措施</p><p>　　摘要：3ZJ型三缸注聚泵是孤東油田三次采油工藝中應(yīng)用的主要地面設(shè)備之一，注聚工藝要求該設(shè)備能穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)。而生產(chǎn)實際中卻往往會出現(xiàn)十字頭接桿密封失效，失效導致泄漏，輕則造成箱體內(nèi)潤滑油的消耗過快造成能源浪費，運行成本高，重則造成箱體內(nèi)機油缺失而損壞曲軸、十字頭等重要部件。該文從設(shè)計、密封件的選擇等方面分析了密封失效的原因，并提出

2、了整改措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：三缸注聚泵 密封失效 整改措施 </p><p>　　1 注聚泵密封失效問題多 </p><p>　　3ZJ型三缸注聚泵是孤東油田三次采油工藝中應(yīng)用的主要地面設(shè)備之一，注聚工藝要求注入連續(xù)，所以對其注入設(shè)備注聚泵的運轉(zhuǎn)可靠性就提出了高的要求，要求該設(shè)備能穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)。而生產(chǎn)實際中卻往往會出現(xiàn)十字頭接桿密封失效、填料密封失效

3、等問題，而導致泄漏，前者輕則造成箱體內(nèi)潤滑油的消耗過快造成能源浪費，運行成本高，重則造成箱體內(nèi)機油缺失而損壞曲軸、十字頭等重要部件，后者密封失效無疑增加注聚成本。據(jù)調(diào)查前者密封失效而導致的設(shè)備故障占所有運行故障的41%，后者為20%。 </p><p>　　3ZJ型注聚泵的十字頭與泵的曲軸、連桿等件連接，電機的旋轉(zhuǎn)運動通過曲軸、連桿、十字頭等件的共同作用轉(zhuǎn)換為柱塞的往復直線運動（見圖1），從而聚合物母液（介質(zhì)）吸

4、入和排出。我單位原來使用的注聚泵，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)加工中的問題，在現(xiàn)場使用中經(jīng)常出現(xiàn)上述的十字頭接桿密封失效，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了現(xiàn)場維修工作量。解決十字頭接桿密封的泄漏問題，延長其正常運轉(zhuǎn)時間，是提升現(xiàn)場設(shè)備管理水平的一項重要工作。 </p><p>　　2 注聚泵密封失效的原因分析 </p><p>　　生產(chǎn)廠家在注聚泵的設(shè)計、制造、使用和維護的實踐中，通過對注聚泵的潤滑機理、十字

5、頭密封的密封機理和密封件的結(jié)構(gòu)的研究和分析，認為導致十字頭接桿密封泄漏的主要原因有以下五個方面： </p><p>　　2.1 十字頭滑道設(shè)計不合理 </p><p>　　十字頭滑道是一圓形通道，十字頭在里邊往復運動時，就象活塞的運動。機油通過上部油池注入滑道，達到潤滑十字頭的功效。而一部分多余的機油會集聚在十字頭前端，十字頭向前運動時，進入滑道前端的機油也被向前推擠，到達最前端時，被推擠

6、的機油只能有兩個去處：一是通過十字頭和滑道的間隙向回流，二是通過接桿密封處向外漏。因十字頭和滑道配合間隙較小，只能流回很少一部分，大部分從接桿密封處泄露出去，造成了接桿密封的失效（見圖2）。 </p><p>　　2.2 接桿密封件選擇不合理，結(jié)構(gòu)不適應(yīng)往復運動 </p><p>　　十字頭接桿處的密封形式因結(jié)構(gòu)和尺寸的原因，不能采用多級填料的形式，而采用油封密封的形式。十字頭的運動是往復

7、運動，且往復運動的頻率較高，達到200min-1，其線速度為0.25m/s。原設(shè)計為了降低成本，選用了旋轉(zhuǎn)用密封圈，且材料為橡膠，雖采用雙密封因其本身結(jié)構(gòu)不適應(yīng)往復運動，在使用中仍出現(xiàn)泄漏。 </p><p>　　2.3接桿在加工裝配過程中劃傷，在運轉(zhuǎn)中將密封件拉傷造成泄漏 </p><p>　　接桿本身精度要求較高，特別是表面粗糙度要在Ra0.8μm以上。如果在加工、裝配和周轉(zhuǎn)過程中不注

8、意，造成表面磕碰和劃傷，那么泵在運轉(zhuǎn)中，接桿就會將密封件的密封唇口拉傷從而造成泄漏。 </p><p>　　2.4 曲軸或箱體加工尺寸出現(xiàn)偏差，造成接桿偏磨 </p><p>　　注聚泵對曲軸和箱體的加工精度要求非常高，稍有偏差就會造成接桿與箱體不對正，從而使接桿與油封偏磨，造成油封磨損加快，失去密封作用。 </p><p>　　2.5.潤滑油臟或者潤滑油選擇不合理

9、 </p><p>　　注聚泵經(jīng)常長期運轉(zhuǎn)，潤滑油中會帶有構(gòu)件磨損的鐵屑等雜質(zhì)，此類硬質(zhì)雜質(zhì)會對油封造成較大損傷，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。同時潤滑油粘度太低也會造成油封漏油。 </p><p>　　3 整改措施及效果 </p><p>　　針對以上造成接桿密封泄漏的三個因素，在注聚泵的設(shè)計和制造中進行了以下改進和控制： </p><p>　　3.1 在

10、十字頭滑道末端底部開設(shè)泄油通道，消除接桿密封處機油外泄的壓力 </p><p>　　在十字頭滑道末端底部開設(shè)一個長槽孔，該長槽孔的軸向尺寸以不影響十字頭的往復運動和接桿的密封要求，從減小泵體尺寸出發(fā)盡量要短；橫向的長度則要依據(jù)油位的高度而定。按照曲軸在正常運轉(zhuǎn)時能夠?qū)C油甩到十字頭滑道上部的油池中為準，長槽孔橫向須不低于運轉(zhuǎn)中的油位高度（見圖三）。 </p><p>　　該通道的開設(shè)，使得

11、十字頭前沖到末端時，滑道內(nèi)存留的機油絕大部分從下部通道中排走，接桿密封處僅有很少一部分作為潤滑之用，而不會出現(xiàn)泄漏的可能。 </p><p>　　3.2 控制油位的高度，使得既能滿足各部件潤滑的需要，又不會過多而影響接桿處的密封 </p><p>　　如前所述，油位的高度在保證泵在運轉(zhuǎn)中曲軸能將機油甩到十字頭滑道上部的油池中去的前提下，盡量要低。這樣可使滑道末端的長槽孔橫向尺寸小，以免影響

12、滑道的強度。 </p><p>　　3.3 選取適合注聚泵往復運動要求的密封件保證接桿密封的可靠性 </p><p>　　根據(jù)注聚泵在運轉(zhuǎn)中接桿作較高頻次的往復運動的特點，排除使用旋轉(zhuǎn)密封圈的可能，選用適合注聚泵往復運動要求的高性能的“孔用YX形密封圈”（JB/ZQ/4264-1997），材料采用聚丙烯酰胺。 </p><p>　　選用高性能的孔用YX形密封圈，即使

13、注聚泵加油時一旦不注意，油位超過要求高度，因為密封圈的密封性能，也會保證機油不會從接桿處泄漏。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>　　針對注聚泵密封失效的問題，要科學分析產(chǎn)生的原因，有針對性地采取改進措施。通常采取的有效措施有三方面：在十字頭滑道末端底部開設(shè)泄油通道，消除接桿密封處機油外泄的壓力；控制油位的高度，使得既能滿足各部件潤滑

14、的需要，又不會過多而影響接桿處的密封；同時選取適合注聚泵往復運動要求的密封件保證接桿密封的可靠性。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]余慶東.三柱塞往復注聚泵連桿密封部位改造.國外油田工程 >> 2005年21卷6期. </p><p>　　作者簡介：楊慶軍（1969.08-），男，高級技師