螺杆泵驱动装置机械密封的修复及应用

螺杆泵驱动装置机械密封的修复及应用

韩波

大庆油田有限责任公司第一采油厂黑龙江大庆163000

摘要：目前机械密封在油田广泛应用，机械密封一旦出现失效漏失，就无法使用，需要更换新的机械密封，一是成本高、二是由于天气等原因厂家更换不及时，三是安装技术要求较高。所以分析失效漏失的原因，检查动、静环是否完好，磨损程度、划痕深浅、以及裂痕等，检查弹簧是否有腐蚀、断裂、失去弹性等缺陷；检查动、静环的Ｏ型圈是否磨损严重、老化，将这些缺陷消除后进行复装，如果机械密封端面损坏,其表面粗糙度要达到0.05μm以上,不能满足密封面的要求,因此会使密封失效。这时,在一般情况下,如磨损严重则需要采用更换新密封来解决泄漏问题,有时因为操作原因,一套机械密封使用寿命极短,这样不但造成极大的浪费,还将影响我们的正常生产，将旧机械密封维修后经检测合格重新应用到油井驱动装置上，使设备恢复正常生产。

关健词：机械密封；研磨；磨损；磨料

一、油井取样难度大及取样阀冻堵的原因分析

螺杆泵驱动装置密封主要是井液机械密封、润滑油油封密封，防止油井产出液渗漏到设备和井场。一旦机械密封发生泄露，部分油井产出液直接进入齿轮减速箱内、轴承箱，导致润滑油乳化失效，影响齿轮和轴承润滑，缩短螺杆泵驱动装置使用寿命。在使用周期内造成失效漏失，是由于油压过高或憋压造成失效漏失，由于箱体温度过高，油封橡胶老化造成失效漏失。

（一）机械密封密封圈漏失原因分析

1.机械密封损坏失效的原因分析

⑴操作中因径向、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；

⑵安装时压缩量过大，弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一；导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；

⑶动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；

⑷静环密封圈过松，端面比压过小无法达到密封效果，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；

⑸工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；

⑹由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效，因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动时而发生干摩擦；

⑺地面驱动装置安装不水平，机械密封径向不水平；

⑻动、静环与轴套间形成污垢使弹簧失弹而不能补偿密封面；

⑼大弹簧转向不对，的磨损；

⑽密封环发生龟裂等；

⑾箱体温度橡胶密封圈碳化。

2.机械密封的失效的形式

⑴密封端面的故障：磨损、热裂、变形、破损（尤其是非金属密封端面）。

弹簧的故障：松弛、断裂和腐蚀。

⑵辅助密封圈的故障：装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。

二、驱动装置密封失效泄漏处理方法

1.原因分析:驱动装置运行中由于齿轮啮合不好振动过大作用、驱动装置安装不水平，轴承间隙过大、安装不当,造成机械密封无法正常密封,泄漏量较大、振动、有异常响声等现象,驱动装置载荷过大防反转机构失效，高速反转等影响驱动装置、机械密封的正常使用寿命。

2.处理方法：

⑴要充分分析振动以消除振动源；

⑵光杆预留长度小于300㎜，运行前用水平尺测量驱动装置水平,并调整合格，严格按标准和操作规程去执行,消除振动源；

⑶驱动装置、电机、底座等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源；

⑷现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。

3.机械密封振动、发热的原因分析及处理

⑴动静环端面粗糙。动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞。

处理方法：增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。

⑵密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，摩擦副配对不当。

处理方法：更改动静材料，使其耐温，耐腐蚀。

4.经常性泄漏原因分析及处理方法

⑴弹簧压缩量（机械密封压缩量）太小。密封端面宽度太小，密封效果差。处理方法：增大密封端面宽度，并相应增大弹簧作用力。

⑵补偿密封环的浮动性能太差（密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小，补偿密封环的间隙过小）。处理方法：对补偿密封环间隙过小的，增大补偿密封环的间隙。

⑶镶装或粘接动、静环的接合缝泄漏（镶装工艺差，存在残余变形；材料不均匀；粘接剂不均、变形）。处理方法：从新镶装或粘接。

⑷动、静环损伤或出现裂纹，密封端面严重磨损，补偿能力消失。处理方法：并相应增大弹簧作用力。

⑸由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。动、静环密封端面变形（端面所受弹簧作用力太大，摩擦增大产生热变形或偏磨；密封零件结构不合理，强度不够，受力后变形；由于加工工艺不当等原因，密封零件有残余变形；安装时用力不均引起变形）。处理方法：更换有缺陷的或已损坏的密封环。

⑹动、静环密封端面与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封端面相对平行度偏差过大。处理方法：调整密封端面。

⑺如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。处理方法：应加强装配时的检查、清洗，严格按技术要求装配。

三、经济效益

在第二油矿原应用150套，有效的解决了机械密封无维修工具问题，应用效果好。

经济效益计算:每套平均350元×150套=52.5万元

（1）提高工作效率，降低成本。

（2）降低员工劳动强度，缩短维修周期。

结论：随着技术进步与经济发展，传统模式的地面管线冲洗已很难适用于现阶段的采油工程，对此亟待进行全方位的调整与改进。在采油的整个操作流程中，采油设备的维修也越来越显重要，通过实验已经认识到了改进工作方式重要性，与采油密切相关的技术手段还会继续获得改进，使油田生产的整体效益提高。下一步将此工作法在生产中推广应用，同时还要建立维修档案等相应的资料，螺杆泵井口密封，离心泵盘根密封。

参考文献

[1]孙玉霞.机械密封技术.化学工业出版社.201408

[2]黄志坚.机械密封原理、应用及维护.化学工业出版社.201306.

作者简介

韩波(183615)男，籍贯黑龙江省安达市，现黑龙江省大庆市人，大庆油田有限责任公司第一采油厂采油高级技师，油田公司技能专家，主要从事采油、采油设备维修、采油安全培训、集输，维修电工等相关内容方面研究。