摘　要：在固井施工过程中，GJC100—30水泥车再循环泵泄漏水泥浆的现象时有发生，严重影响固井地面施工一次成功率，威胁HSE工作的顺利开展，造成资源的不必要浪费。针对产生这一现象的主要原因，制定出改造方案，就是将原机械密封拆除，然后在再循环泵的壳体上增加了润滑油道，润滑油可从注水泥泵的柱塞润滑油罐接出，将其压力调整为0.35～0.5kg/cm²，重新设计轴套、隔套，并选用哈里伯顿再循环泵密封。对于唇形橡胶密封，重新设计加工了轴套，为提高其强度和耐磨性，加工了金属陶瓷和45钢材料加工后刷镀的两种。另外，同机械密封改造方案相同，加工了黄铜隔环和选用了哈里伯顿再循环泵密封。这一改造方案实施后收到很好效果。文章对实施效果进行了评价。
　　关键词：水泥车；再循环泵；泄漏；改造
　　近两年，大庆石油管理局钻探集团钻技公司陆续从江汉第四石油机械厂订购了19台GJC100—30水泥车。这些车辆在固井施工过程中，经常出现其再循环泵泄漏水泥浆的现象，很难满足HSE的要求。为此专门成立研究小组，对可能发生再循环泵泄漏水泥浆的原因进行了仔细的分析和研究，并制定了对其密封系统改造方案，收到了良好的效果。
　　一、密封系统形式及现状
　　根据对GJC100—30水泥车再循环泵液力端的密封系统形式进行研究发现，使用的共有两种形式，即机械密封和唇形橡胶密封^[1] 。机械密封主要由静止环（静环）、旋转环（动环）、弹性元件、旋转环传动和辅助密封圈等零件组成，工作时利用旋转环和静止环相对转动的两个贴合表面以及辅助密封来实现其密封功能。机械密封能否正常工作取决于两端面问能否建立稳定、可靠的润滑液膜和及时将摩擦热导出。机械密封具有工作可靠、泄漏量小、工作寿命长、端面磨损能自动补偿、无须经常维修、功率损耗小、对轴没有磨损等特点，但由于对密封零件的加工精度和安装要求较高，制造成本较贵，维修时需将主机部分解体才能装拆，发生紧急故障不易采取应急措施，故其应用也受到一定限制。另一种则采用Y_x橡胶密封内加衬环组的方式，一组共五套，内三外二，中间有隔环，隔环周向有油道，可以通过润滑油。为更换方便，Y_x橡胶密封和衬环均有倾斜于直径方向的切口，该种密封属于接触密封。接触密封是靠密封件在装配时的压缩力和工作时的介质压力，使密封件产生弹性变形所形成的弹性接触力而起密封作用的。在实际使用过程中， 这两种密封系统先后出现了使用时问较短，密封、轴套和隔环烧蚀等故障。Z短的仅使用5口井，Z长的也不超过3个月，平均寿命为1个月，即出现在固井施工过程中水泥大量泄漏现象，严重妨碍了HSE工作的实施，使钻井队感到很不满意，迫使我们不得不在固井施工结束后还得清理现场，这无形中就增加了许多工作，造成了不必要的资源浪费。同时，也很难保证在下一次固井施工中不出现固井地面施工不合格的发生，给固井质量造成严重威胁。
　　二、原因分析
　　（1）对于机械密封，其使用条件为：介质是矿物油、空气。 GJC100—30水泥车再循环泵液力端采用的是单弹簧式机械密封，其优点是耐腐蚀、固体颗粒不易在弹簧处积聚，但其端面受力不均，另外，由于固井水泥颗料大小不一，同时存在许多杂质，也容易使这些颗粒或杂质因为“楔形原理”进入动环与静环之间，易使端面变形，影响密封性能，从而造成水泥浆泄漏；又由于水泥浆黏度比较大，所以，易产生过量摩擦热，致使机械密封及轴套磨损加剧，影响其使用寿命。
　　（2）对于唇形橡胶密封，其使用条件也为空气、矿物油。由于密封及隔环有切口，虽然切口位置错开了，但由于整体强度降低，同时密封不一定在同一平面上，依然易发生泄漏；另外，也可能是操作人员将压盖螺栓预紧力调整过大，造成密封与轴套之间过紧，加速磨损；同时，原厂的轴套有的未经过表面处理，表面粗糙度和硬度不够，易发生磨损；再者，就是原厂隔环采用尼龙材料，在产生大量摩擦热无法迅速导出的情况下，很快将隔环烧化，堵住润滑油通道，致使滑油油无法为密封润滑，从而造成唇形橡胶密封迅速磨损，导致水泥浆泄漏和轴套烧蚀。 
　　三、改造方案及效果
　　对于机械密封，将原机械密封拆除，然后在再循环泵的壳体上增加了润滑油道，润滑油可从注水泥泵的柱塞润滑油罐接出，将其压力调整为0.35～0.5kg/cm²，重新设计轴套、隔套（黄铜材料），并选用哈里伯顿再循环泵密封（一组四个，内二外二）。 
　　对于唇形橡胶密封，重新设计加工了轴套，为提高其强度和耐磨性，加工了两种，即金属陶瓷和45钢材料加工后刷镀的两种。另外，同机械密封改造方案相同，加工了黄铜隔环和选用了哈里伯顿再循环泵密封（一组四个，内二外二）。 
　　按改造方案实施后，在改造的19台GJC100—30水泥车中，再循环泵液力端发生泄漏的周期Z短的为4个月，Z长的为1年半，平均寿命为6个月，使用效果良好，受到了固井队于部职工的一致好评。
　　四、结论
　　原GJC100—30水泥车再循环泵液力端密封系统，虽在理论设计上可行，但设计者对现场使用条件和介质没有充分调研，导致密封系统失效，造成水泥泄漏和轴套、隔套或密封烧蚀等既成事实。改造后，该套系统性能得到明显改善，完全能够满足固井施工需要。建议操作人员在施工作业前后，及时对再循环泵液力端密封系统进行检查，注意调整压盖螺栓的预紧力，千万不可过大，以施工作业时，刚好不发生泄漏为止。
　　参考文献
　　[1]徐灏.机械设计手册[M].机械工业出版社,1995年.