泥漿泵是油田鑽井系統的“心臟”，而泥漿泵缸套是泥漿泵液力端的重要易磨損部件，因此泥漿泵缸套的壽命直接影響泥漿泵的壽命。缸套工作表面由於與高溫、高壓的燃氣相接觸，有活塞環在其表面作高速往復運動，這就決定缸套不僅要有足夠的強度和剛性，而且還必須耐高溫、耐腐蝕、耐磨損。
基本介紹
- 中文名：泥漿泵缸套
- 外文名：Mud pump cylinder liner
- 用途：石油鑽井泥漿泵的配件
- 材質：單金屬，雙金屬，陶瓷，鎳基合金
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分類
常見的泥漿泵缸套下面幾種類型：單金屬缸套、雙金屬缸套、陶瓷缸套、鎳基合金缸套。
單金屬缸套
單金屬缸套是經過滲碳和高頻處理後，硬度可達到HRC58-62，具有光潔度高、耐磨損、抗腐蝕、使用壽命長的特點，適合在較溫和腐蝕性泥漿里使用。
雙金屬缸套
雙金屬缸套是目前套用最為廣泛，也是用量最大的泥漿泵液力端配件之一。雙金屬缸套結合了熱鍛高磨損外套和高鉻耐磨抗腐蝕內套的優點，外套採用優質碳素鋼熱壓一次成型，內套採用高鉻鑄鐵離心澆鑄而成，其中外套具有高於900000psi的抗拉強度，內套經熱處理之後硬度達到HRC62以上，能承受7000psi的泥漿壓力，其內表面光滑如鏡，內孔尺寸公差嚴格，正常使用壽命可達800小時以上。
陶瓷缸套
隨著人類對全球油氣資源的開採範圍的不斷擴大，並且越來越惡劣，大量的金屬類缸套被頻繁的更換都難以保證鑽機高壓和磨損的要求，而陶瓷缸套是採用氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁（ZTA）、高性能A-99氧化鋁陶瓷三大材料體系。其原材料採用高純納米氧化鋯和氧化鋁微粉，經先進的冷壓工藝一次成型、高溫燒結、裝配，最後經高精度研磨拋光而成，具有很高的抗折、抗張強度，很高的斷裂韌性及耐酸鹼腐蝕性能。
鎳基合金缸套
隨著科技的不斷進步，已研製出採用新材料製成的鎳基合金缸套，其工藝為將合金材料覆著在缸套內壁，套用真空燒結技術，形成1.5mm的合金燒結層，燒結層材料選用高性能稀土鎳基合金粉材添加一種微米級的硬質合金材料，使燒結層中均勻的分布著微米級的高耐磨硬質點，有效地提高了燒結層整體的抗磨損性能，同時由於合金組織及其微小，不會發生組織剝落等現象。由於粉體形成良 好的合金燒結層，結合強度好，燒結層洛氏硬度達到HRC:60-64。
高性能耐磨耐腐蝕稀土合金粉體同雙金屬材料相比，首先是以鎳為基體，在此基礎上由於加入了C、Cr、B、Yb、Mn、Cu等微量元素和稀土，在鎳基體中形成NiB、Cr7C3、Cr23C6等細小的、彌散分布的硬質點，有效地提高了合金的高溫紅硬性和耐磨腐蝕性，具有優異的綜合性能，由於Yb、Mn、Cu等元素的作用，晶粒細化、晶界淨化，合金的耐磨損性得到了很大的提高，並且抗熱衝擊性能、抗裂性能得到改善，同時，高耐磨性的合金材料也使塗層的使用壽命達到2000小時以上，最高達到4000小時左右，是普通金屬缸套5-10倍，和陶瓷缸套相媲美。耐磨損、耐高溫、高強度、高硬度、不易破損，價格遠遠低於陶瓷缸套，關鍵是提高了鑽井開採進度，降低鑽井的運輸、維修、人工、儲存等各項成本。
缸套加工
泥漿泵缸套的加工工藝介紹
泥漿泵缸套作為一種石油鑽井泥漿泵易損配件，其在加工時常需要滿足的以下三個條件：
第一：首先要了解到的是泥漿泵缸套屬於薄壁零件，其中由於薄壁工件的剛性差，在車削過程中受到切削力和夾緊力的作用極易產生變形，影響工件尺寸精度和形狀精度。因此，合理地選擇裝夾方法、刀具幾何角度、切削用量及充分地進行冷卻潤滑，都是保證加工薄壁零件精度的關鍵。
第二：應該特別注意到的是零件內圓和外圓精度要求較高，加工時應粗、精分開。
第三：另外我們還要特別注意到的是，泥漿泵缸套在最終使用時，是將缸套壓入缸體後，應再一次對內徑尺寸進行重新加工。
泥漿泵缸套加工工藝流程：
外套：原材料的檢驗----外套毛坯加工----粗車外圓----粗車內孔----熱裝（和內套進行熱裝)----鏜內孔----精磨----精車
熱處理方式
正火（去除內應力,增強硬度） 800℃ 保溫4-5h 空氣冷卻
退火（軟化） 980℃ 燒5-6h 隨爐冷卻
淬火（強化硬度） 980℃ 保溫30min 風冷
回火（增加材料韌性） 200℃ 保溫60min
熱裝： 450℃-500℃ 燒5-6h, 100%全檢，冷卻24h後試壓
泥漿泵缸套加工中如何防止淬火變形
石油鑽井泥漿泵在工作中，缸套由於會受到高速流動泥漿中沙粒的磨損和腐蝕性介質的侵蝕，易出現拉傷、溝紋、剝落、滲漏、脫缸及破碎”等失效現象。為了提高缸套抗磨損及耐腐蝕等性能，現採用Cr26高鉻鑄鐵材料成形，其毛坯經退火、機加工後進行淬火及低溫回火處理，要求硬度大於HRC62。但由於缸套壁薄(6=5.5mill，7illm)，熱處理中100%出現不同程度的變形，無法滿足裝配要求，必須附加整形工序，這不僅提高了工藝成本，同時部分缸套因整形過量而開裂報廢。可用以下方法防止泥漿泵缸套淬火變形。
第一：石油泥漿泵缸套為了防止淬火變形，應儘量採取較低的加熱溫度(980℃)，較慢的冷卻速度(空冷)，當要求硬度HRC>60時，採用Cr26高鉻鑄鐵材料滿足上述工藝的CrC比為8.9～9.6。
第二：防止料筐結構、形狀、散熱條件對工件造成影響，工件應儘早搬離料筐，散開空冷，但要避免高溫下夾持造成變形，因此要控制工件搬離料筐的溫度區間。由於料筐反覆的加熱和冷卻，料筐底板上焊接的支撐梁將發生變形，因此應定期檢測支撐梁棱刃的平整度，並通過工藝處理使其保持在公差允許的範圍內。
注意的事項
購買時應注意的事項
在購買泥漿泵缸套的時候，首先應檢查標準缸套的標準尺寸及圖號，裝用的缸套必須與標準缸套的尺寸分組代號相同，只有這樣才能保證有標準的配合間隙。
安裝使用時應注意的事項
第一：嚴禁拋擲、摔打、衝擊泥漿泵缸套，如需放倒缸套作業，需緩慢進行。
第二：安裝時需確保泥漿泵活塞的金屬部分與泥漿泵缸套內壁儘量不發生偏磨現象，如果有偏磨現象，需儘快矯正。
第三：嚴禁用鐵錘等重物直接擊打該缸套，敲打時必須墊上木頭等材料，輕輕敲打以起到緩衝作用。
第四：設備在冬季0℃以下長時間停用時應放掉吸入室內的泥漿，防止泥漿結冰漲裂泥漿泵缸套內襯。
泥漿泵
泥漿泵（Mud Pump）也是一種寬泛的泵的一個通俗概念，不同的地域，習慣，最終涉及的泵型不會一樣，本詞條所闡述的泥漿泵是多數意義上的的一種泵型：石油鑽井領域的所套用的泥漿泵。事實上，污水泵，渣漿泵等一些非清水泵和泥漿泵在叫法上也有通用的時候。本詞條給讀者闡述的是鑽井領域的泥漿泵。
性能
泥漿泵性能的兩個主要參數為排量和壓力。
排量
排量以每分鐘排出若干升計算，它與鑽孔直徑及所要求的沖洗液自孔底上返速度有關，即孔徑越大，所需排量越大。要求沖洗液的上返速度能夠把鑽頭切削下來的岩屑﹑岩粉及時沖離孔底，並可靠地攜帶到地表。地質岩心鑽探時，一般上返速度在0.4～1.0米/分左右。
壓力
泵的壓力大小取決於鑽孔的深淺，沖洗液所經過的通道的阻力以及所輸送沖洗液的性質等。鑽孔越深，管路阻力越大，需要的壓力越高。
隨著鑽孔直徑、深度的變化，要求泵的排量也能隨時加以調節。在泵的機構中設有變速箱或以液壓馬達調節其速度，以達到改變排量的目的。為了準確掌握泵的壓力和排量的變化﹐泥漿泵上要安裝流量計和壓力表，隨時使鑽探人員了解泵的運\轉情況，同時通過壓力變化判別孔內狀況是否正常以預防發生孔內事故。
注意部件
泥漿泵的泥漿泵缸套、缸頂套、缸蓋、拉桿、活塞、活塞壓板、皮碗、活塞座、活塞桿、柱塞桿、進排水閥、進排水閥閥座、十字頭、十字頭滑套、十字頭銷軸、曲軸、連桿、連桿上下瓦、連桿銅套、連桿螺釘及母、冠型螺母、骨架油封、O型密封圈、軸承及相配套的齒輪、軸等容易出質量問題，在購買和使用中應當注意。
注意事項
泥漿泵開機前，請檢查進水管、出水管是否有堵塞，向前後軸承是否加注黃油，檢查盤根是否充滿。泥漿泵工作時應配備高壓清水泵，將大於泥漿泵壓力的清水輸向防漏填料，對填料進行防護，泥漿泵工作時不得關閉沖洗泵，否則，將使密封部分迅速磨損。葉輪與護板之間的間隙是否合理，對泥漿泵壽命影響很大。間隙不合理，則泵運轉時產生振動與噪音，過流部件很快損壞，因此更換葉輪時，應注意使間隙滿足圖紙要求，間隙調整，可通過後軸承體上的調整螺釘來進行。泥漿泵的允許吸程是在輸送清水時測定的，在抽吸泥漿時應考慮泥漿對吸上能力的影響。
