柱塞泵使用和维护说明书.docx
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柱塞泵使用和维护说明书
2000型三缸柱塞泵
使用和维护手册
江汉石油管理局第四机械厂
2001年10月10日
1.概述
2.主要技术及性能参数
3.结构简介
4.泵的发运和储存
5.柱塞泵润滑系统的要求
6.泵的安装
7.柱塞泵跑合程序
8.泵的维护保养
9.泵重要螺栓的紧固扭矩
10.故障排除指南
11.随车工具及配件
1.概述
2000型三缸柱塞泵是一种往复式、容积式、卧式单作用三缸柱塞泵，其额定最大制动功率1491kW（2000hp），冲程203.2mm（8″），柱塞直径可以在33/4″-71/2″之间选择，以满足用户对不同压力和排量的要求。
所有不同直径柱塞的液力端所配的动力端是相同的。
该泵用于间断性油井作业，如酸化、压裂和压井等。
液力端和动力端由12个合金钢拉杆连接，卸下液力端时，拉杆留在动力端上。
柱塞和小连杆之间采用卡箍连接，拆卸和维修液力端很方便。
为确保该设备正常工作及具有较长的使用寿命，避免操作不当产生严重后果，要求操作人员在使用该设备之前，认真阅读本手册，熟悉其结构及使用要求。
2．主要技术及性能参数
2．1主要技术参数
额定制动功率（kW）1491
冲程（mm）（8″）
最大连杆负荷（kN）1020
齿轮速比：
1
总长（mm）2280
总宽（mm）1518
总高（mm）1124
总质量（kg）5610
性能参数表
PERFORMANCEDATA*
PLUNGER
DIAMETER
DISPLACEMENT
DISPLACEMENTATPUMPRPM
75
115
200
300
330
IN
Gal/Rev
GPM
PSI
GPM
PSI
GPM
PSI
GPM
PSI
GPM
PSI
7-1/2
344
5093
528
5093
918
3361
1377
2241
1515
2037
7
300
5847
460
5847
800
3858
1200
2572
1319
2338
6-3/4
279
6288
428
6288
744
4149
1116
2766
1228
2515
6-1/2
259
6781
396
6781
690
4474
1035
2983
1139
2712
6
220
7958
338
7958
588
5251
882
3501
970
3183
5-3/4
202
8665
310
8665
540
5718
810
3812
891
3465
5-1/2
185
9470
284
9470
494
6249
741
4166
815
3788
5
153
11459
235
11459
408
7562
612
5041
673
4583
4-1/2
124
14147
190
14147
330
9336
495
6224
545
5658
4
98
17905
150
17905
262
11815
393
7877
432
7161
3-3/4
86
20372
132
20372
230
13443
345
8962
380
8147
INPUTPOWER
BHP
1137
1743
2000
2000
2000
PINIONRPM
476
731
1271
1906
2096
Basedon90%MEand100%VE
3结构简介
2000型三缸柱塞泵由动力端和液力端两部分组成。
3．1动力端
动力端由曲轴、连杆、十字头、小连杆、轴承、齿轮、壳体及泵壳盖等组成。
3．1．1动力端壳体
（1）壳体采用钢质焊接结构，经过消除应力处理。
（2）十字头滑套材料为铸造青铜合金。
3．1．2曲轴
（1）整体式，材料为合金钢锻件。
（2）经热处理及抛光。
（3）钻有润滑油道。
（4）用四个重型圆柱滚子轴承支撑。
3．1．3大齿轮
（1）双边斜齿轮结构，用以抵消轴向力。
（2）焊接结构，齿圈为合金钢锻件，齿面氮化处理。
3．1．4小齿轮轴
（1）合金钢锻件。
（2）小齿轮与轴为整体结构。
（3）齿面渗碳淬火处理。
（4）用两个重型圆柱滚子轴承支撑。
3．1．5十字头
（1）球墨铸铁铸件，全圆柱设计，有油槽。
（2）半圆青铜瓦片承受连杆负荷。
3．1．6连杆
（1）锻钢结构，专用工装加工。
（2）用6个双头螺柱和自锁螺母与连杆轴承座连接。
3．1．7连杆瓦片
铸造青铜，对开式结构。
3．1．8连杆销
（1）球墨铸铁铸件，仅用于带动十字头返回，不承受连杆负荷。
（2）装入十字头后，用螺钉锁紧。
3．1．9拉杆
合金钢制造，用以连接动力端和液力端。
3．1．10动力端总成明细表
图1表示了动力端结构。
此处列出各零件的图号、名称及数量，供用户维修及提供配件方便。
图1
动力端总成明晰表
曲轴总成明细表
3．2液力端
液力端由泵头体、凡尔总成、柱塞、盘根、阀盖和吸入总管等部件组成。
如图2所示
3．2．1泵头体
（1）泵头体为合金钢锻件，整体式结构。
（2）经过热处理和探伤检验。
3．2．2柱塞
（1）材料为低碳钢，表面喷涂耐磨合金粉末，耐磨耐腐蚀。
（2）与小连杆用卡箍连接，拆卸方便。
3．2．3凡尔总成
（1）吸入和排出凡尔总成相同。
（2）采用翼型导向锥形凡尔。
（3）凡尔密封圈为聚胺脂橡胶。
（4）凡尔弹簧为锥形。
3．2．4柱塞盘根
采用精密模制纤维加强的V形盘根，用精加工的青铜环支撑。
3．2．5吸入总管
吸入管内径为152mm（6″），双入口设计，用钢管加工而成。
3．2．6液力端总成名细表
液力端总成明细表
图2
序号
图号
名称
数量
1
Y8
吸入总管
1
2
GB5780-86
螺栓M22X40
12
3
180-10.02.07
O形密封圈
3
4
3
凡尔座
6
P4600019AA
凡尔座（51/2”）
5
3
凡尔总成
6
G004AA
凡尔总成（51/2”）
6
3
弹簧固定座
3
P4000018AA
弹簧固定座（51/2”）
7
10.02.06
柱塞卡箍
3
8
3
密封总成（5”）
3
G008AA
密封总成（51/2”）
9
B180-10.02.03
柱塞（5”）
3
P0700028AA
柱塞（51/2”）
10
0
泵头体
1
P8200046AA
泵头体
11
4
弹簧（5”液力端）
6
P9000082AA
弹簧（51/2”液力端）
12
2
排出盖总成
1
13
2
吸入盖总成
1
14
4
O形密封圈
6
4泵的发运和储存
发运时，所有泵应排空油。
使用前，泵必须冲洗并加满适当的润滑油（见第5节）。
泵可以用柴油或轻质油冲洗。
海运时，应注意将板条箱包装的泵装入防水的集装箱中。
当泵装入甲板下舱内时，应防止海水侵蚀。
新泵不适宜长期储存，应尽快投入使用。
对于使用一段时间而需要储存的泵，应用优质防锈剂清理和冲洗液力端。
堵住所有液力端排出和吸入口。
排出动力端中的油，用优质防锈剂彻底清理和冲洗动力端。
油路不得被堵塞。
卸下泵壳上的通气阀并堵住通孔。
用重型防锈油涂抹小齿轮轴和小连杆。
泵应储存在一个温暖干燥的室内。
空闲了一段时间（两个星期左右）的泵，必须卸下柱塞和凡尔，涂上轻质润滑油，并在操作前重新装上。
如果不先卸下并涂上润滑剂，柱塞盘根和凡尔密封圈就会在启动时粘连到加工的金属零件上，造成损坏。
5柱塞泵润滑系统的要求
本手册中有关润滑系统的全部资料应认真阅读并严格执行，它对该泵的寿命极其重要。
5．1动力端润滑系统的要求
提供一个设计合理且无故障的动力端润滑系统，是确保柱塞泵在作业时处于最佳工作状态和获得较长
寿命的最重要因素之一，因此，对润滑系统的安装、液压元件及润滑油的选择都非常严格。
为了能使泵正常工作和延长使用寿命，对该泵的动力端润滑系统提出下列要求，供使用者参考。
5．1．1润滑泵
5．1．1．1一般选用齿轮泵作为润滑泵。
5．1．1．2要求润滑泵的转速和发动机的转速一致。
5．1．1．3保证在发动机低转速下，润滑泵的排量也不小于113L/min，以确保柱塞泵即使在高压低速运转时，也能得到充分的润滑。
5．1．1．4润滑泵的安装位置应尽量低一些，以减少吸入高度。
5．1．2润滑泵吸入管
5．1．2．1吸入管内径不小于50.8mm。
5．1．2．2入口处真空度不得超过。
5．1．2．3吸入管滤网规格为40-100目,流量为340L/min。
旁通安全阀压力为。
5．1．2．4吸入管线应尽量短，不能有太多的弯曲。
如果管线长度大于3m，就要使用内径为75mm的钢丝编织胶管。
所有接头处应缠密封带，以防空气进入。
5．1．3油箱
5．1．3．1油箱的容量应达到340L，并留有10%的空间。
油箱应尽可能做得深一些，使吸入口不会暴露。
在车装设备上，由于位置受限制，油箱的容量不得少于230L。
5．1．3．2油箱应有一个较大的、防雨的呼吸器，并带滤网；应设有观油孔或油尺。
如果
吸入滤网要装在油箱内，应尽量装在低处，以便定期清理时取出方便。
吸入管接头不得小于3″，回油管接头不得小于4″。
5．1．3．3极热的环境条件下，需要一个油冷却器来防止油温过高和油粘度不合适。
在极冷的环境条件下，可以使用一个电控油槽加热器或一个管壳式热交换器，来防止特别差的润滑油吸入状况，避免因润滑油太冷和润滑油粘度不合适而导致润滑油泵的损坏。
5．1．4滤清器
5．1．4．1滤清器最小流量为340L/min，最小工作压力，旁通安全阀压力。
5．1．4．2采用双滤芯滤清器，滤芯规格最好选用25-33μm。
5．1．5压力管线
5．1．5．1压力管线应为钢丝编织胶管，最小工作压力。
5．1．5．2为了保持3-3.6m/s的流速，压力管线的最小内径25.4mm。
5．1．6安全阀
在润滑系统中用安全阀来保护滤清器总成是必要的，因为三缸柱塞泵中所有软管可以承受较高压力。
5．1．6．1选用压力为规格1″的弹簧式防震型安全阀。
5．1．6．2安全阀压力调整到。
安全阀的回油应排入油箱。
5．1．7仪表及警报装置
5．1．7．1一个充液油压表，压力范围。
5．1．7．2一个充液真空表，测量范围。
在寒冷天气下，齿轮油的粘度会变高，这样即使压力表可能显示充分的压力，旁通会将大量的油输入油箱中。
真空表将测定什么时候油开始变稀，流动顺利。
在发动机全速运转的情况下，真空度要降至时，三缸柱塞泵才能安全工作。
5．1．7．3一个油温表
a,最低油压。
b,最高油温80℃。
5．1．8油冷却器
为了保证柱塞泵在气温较高的地区能顺利地连续或间断工作，需要设置油冷却器。
虽然允许最高油温为80℃，但是要获得较理想的粘度和油压，其温度不得超过51℃。
5．1．8．1冷却器的散热量不小于h，流量不小230L/min，工作压力不小于，进出口接头不小于1″NPT。
5．1．8．2冷却器应装在润滑系统滤清器的下游，这样温度较高的稀油能更好的流过滤清器。
如果冷却器与散热器和风扇一起使用的话，则它应装在散热器的逆风处，以获得最佳效果。
如果冷却器在偶尔出现冷天气地方使用的话，则管路上应安装球阀和MPa压力的安全阀，以保证在冷天气下油流绕过冷却器循环。
5．1．9热交换器和油箱加热器
为了保证柱塞泵在气温较低的地区能顺利地工作，需要设置热交换器和油箱加热器。
5．1．9．1采用单向型热交换器，直径不小于152mm，有效加热区长度不小于500mm，管子的最小工作压力。
热交换量不小于x109J/h。
5．1．9．2必须使用球阀和MPa压力的安全阀，当油充分加热后，使油流绕过热交换器循环。
为了获得最佳效果，发动机的水通过热交换器的流向应与油的流向相反。
热交换器应装在润滑系统滤清器的上游，这样加热的油能更快的流过滤清元件。
5．1．9．3油箱加热器应设置一个恒温开关，以防止油过热。
5．1．10润滑系统的参数
5．1．10．1在正常工作时最低油压：
；正常油压：
。
5．1．10．2冷启动下最低油压：
MPa；最大油压：
。
5．1．10．3最高油温（仅限于18＃双曲线齿轮油）：
80℃。
5．1．10．4在全速工作条件下，润滑泵入口处的最大真空度：
MPa。
5．1．10．5在工作温度下，润滑油的最低粘度：
-5m2s。
5．1．11推荐用润滑油
高寒地区，夏季选用18＃双曲线齿轮油，其它各季选用13＃双曲线齿轮油。
其它地区，可全年选用18＃双曲线齿轮油。
5．1．12动力端润滑系统的启动
整机工作前，应先启动润滑系统，主要步骤如下：
1、按现有的环境条件，向动力端润滑油箱加注正确等级的极压齿轮油。
油箱不要加得过满–正确的油位应在液面上留出约10%的空间。
例如：
内部容量为100加仑的油箱里只加入90加仑的油。
卸开润滑油泵吸入口处的润滑油吸入软管，用该软管将齿轮油加入润滑油泵中。
重新安装和固定吸入软管。
2、柱塞泵传动箱在空档时，启动发动机并让它空转。
大约花几分钟的时间，就可将润滑油充满所有管线和滤清器等，在此期间，应对软管连接处进行一次彻底的泄漏检查。
待所有的管线充满后，柱塞泵润滑油入口的压力表开始显示系统压力。
让发动机运行5分钟以上，以便排出系统中的空气。
关闭发动机，向油箱里加注润滑油，达到满油位刻度。
3、传动箱在空档时，重新启动发动机，逐渐提高发动机的转速到满速，与此同时，检查润滑油吸入口的真空表和柱塞泵润滑油入口的压力表。
如果润滑油温度太高和粘度太稀，真空表的读数不会超过。
如果油太冷、太粘，应降低发动机的转速，直到真空计的读数下降到。
油在润滑系统和柱塞泵中流动会产生摩擦，其温度会最终会升高。
4、当真空表的读数在发动机满速运行时不再超过时，调整润滑系统的安全阀以使其油压在发动机满速时不超过约。
注：
在润滑系统中，滤清器的压力通常是最低的。
对系统安全阀的设定主要是为了保护油滤器。
只要不超过系统中最低压力的部件，它设定值可高于。
除非油压超过约，否则柱塞泵本身是不会被损坏的。
再次强调，必要时，检查整个润滑系统的泄漏情况、关掉发动机并向油箱加油。
待润滑系统安装和正确运行后，柱塞泵才能运转。
5．2柱塞润滑系统
5．2．1柱塞润滑采用气动润滑泵，油通过单向阀进入柱塞盘根，每根柱塞用润滑油流量为0.473L/h，气压不得超过。
柱塞盘根润滑管线应是内径1/4英寸、最小工作压力为的钢丝编织软管，防止卷曲。
5．2．2就柱塞盘根而言，柱塞润滑系统启动是关键阶段。
在泵运转前，柱塞润滑油必须开始自由地流动。
尽管工作条件不相同，一般推荐润滑油速率为每分钟最少20滴。
干的柱塞运动会导致盘根的磨损和失效。
5．2．3液力端柱塞盘根润滑油
选用13＃双曲线极压油或14＃稠化柴油机油。
5．3润滑系统的保养
5．3．1前期换油时间：
新泵的油在使用100h或2个月以后应全部换掉。
5．3．2后期换油时间：
在正常工作条件下，润滑油在每使用1000h或4个月换一次。
如果发现润滑油弄脏，就要立即清除污垢并换油。
6泵的安装
对于车装或撬装的新泵的安装，下面建议可作为一般的指南。
由于使用和安装的不同，动力端的安装支架一般不提供。
为了把动力端固定到撬座上，动力端的每一个角至少有一个焊接的支架。
如有可能，应在液力端下面安装支架，用以延长动力端与液力端连接拉杆螺栓的寿命。
动力可以通过传动轴或非刚性联轴节输入给小齿轮轴。
由于壳体的摆动可能发生角度偏差，一般不推荐使用联轴节，如要使用，必须严格对中，并为小齿轮轴留有足够的（至少3mm）端隙。
使用链条或皮带传动的泵，需要使用一个连接到小齿轮轴的中间轴，因为小齿轮轴不能单独承受高的侧向负荷。
小齿轮的旋向必须始终是小齿轮的上部朝着动力端旋转。
如果装有变矩器，泵传动应装有某种形式的制动器，以防止打滑。
为防止泵超载，原动机（通常是1900-2100rpm的柴油发动机）在间歇性服务条件下不得超过2300制动马力。
使用任何传动箱时，如果“高速”或“超速”比大于1:
1，“超速”齿轮速比范围必须封堵，从而防止泵超速。
当泵低速方式工作时，要特别当心防止泵过压。
为了给液力端吸入预增压，需要设置增压离心泵。
离心泵的尺寸，根据三缸泵的排量来选取，当三缸泵在最大排量下工作时，预增压力为。
为了减轻冲击负荷和气蚀，建议安装吸入减震器。
7柱塞泵跑合程序
泵在最初若干小时的工作是一个关键时期，下述的启动和跑合程序可以作为操作人员的一般指南。
与压力试验有关的最初几小时的跑合通常在制造厂内进行，但由于磨合过程可能延续80-100h，所以大部分试运转将是每个使用者的责任。
事实上，泵的所有运动件都要经过这个磨合过程，所有青铜和钢的磨合粉末将进入润滑油中，在此期间，如果不注意这个常识，被这种微粒污染的润滑系统，特别是滤清器和吸入滤网可能发生严重问题。
7．1根据气候条件，给润滑油箱加入正确级别的齿轮油，同时给柱塞润滑油箱加入正确的液体。
根据需要，给润滑泵和其它部件加油，检查所有排放堵头和接头是否上紧和渗漏。
7．2卸掉动力端视孔盖，以便观察油流至泵所有零件的情况。
在泵运转停止的情况下，启动发动机，检查十字头、主轴承、连杆轴瓦及齿轮的供油情况。
7．3使发动机至全速，检查润滑泵吸入口的真空度，其值应小于MPa。
在真空度合乎要求的情况下，检查油压，其值不低于MPa。
同时也应检查整个系统的其它位置，观察其工作是否正常。
接近润滑泵的部位可能压力略高一点。
停止发动机运转，几分钟后，检查油箱是否需要加油，检查三缸泵的油是否很好的返回油箱。
7．4启动柱塞润滑泵，检查其是否调整好。
以80-90次/min和20%的额定压力，运转泵约30min。
在此期间，认真观察油压、油温和润滑泵真空度。
如果润滑泵真空度开始上升，可能吸入滤网需要清洗。
当油温上升和油变稀，则要检查盖的密封垫等是否漏油。
7．5分别在40%、60%、80%和100%的额定压力下，以80-90次/min运转泵各约1小时。
在此期间，仔细检查柱塞泵是否有异常的噪声、振动、漏液、漏油。
记录所有相关的信息如耗用时间、环境温度、动力端润滑油温、动力端润滑油压、增压泵压力等。
待发动机回到怠速、传动箱置于空档后，目检柱塞泵，然后继续执行其他步骤。
7．6在进行正常工作之前，让泵停止运转，彻底冷却。
更换所有滤芯，并清洗吸入滤网，更换润滑油。
清理油箱，去除油中铁屑，以防泵工作期间吸入滤网堵塞。
在接着的若干小时工作期间，每隔10-15h要对滤清器和滤网进行保养，直到磨合期停止。
大约100h后，润滑油需再次更换，滤清器也要更换，滤网要清洗。
经过这段时期后，滤网需要每隔80-100h进行清洗，滤清器需要20h、最多不超过50h进行更换——视使用滤清器的种类而定。
8．泵的维护保养
8．1定期维护保养
只要实行定期维护保养，就能获得此泵的最经济及无故障服务。
特别强调的是应把重点放在润滑系统的维护保养。
操作者或维修人员在使用泵之前，应熟悉维护保养要求。
8．1．1使用后维护保养
每次使用后，要对液力端进行彻底的检修，更换损坏的易损件。
液力端在酸性、腐蚀性液体中暴露的时间越长，其工作寿命也就会越短，所以对液力端要进行彻底冲洗，以免造成过度损害。
碳酸钠、碳酸钠溶液或其他类似的碱性溶液都可用来冲洗缸体，以中和酸性液体的影响。
8．1．2新泵最初100h工作期间：
1．每工作25小时（如有必要可缩短更换时间）更换动力端的润滑油滤清器，防止滤清器旁流。
2．最初工作50小时和100工作小时后，彻底清洗动力端润滑油吸入滤网。
3．最初工作100小时后，更换动力端润滑油并清洗润滑油箱。
8．1．3每日维护：
1．检查动力端润滑油箱中的油位。
2．检查柱塞润滑油箱中的油位。
3．检查柱塞泵是否漏油或漏液。
4．检查动力端润滑油系统是否泄漏。
5．检查柱塞润滑系统是否泄漏。
6．检查增压管路是否泄漏。
8．1．4每周维护：
1．检查“日检”清单上的所有项目。
2．检查所有凡尔、凡尔密封圈、凡尔座和弹簧。
3．检查所有排出和吸入盖密封件。
4．检查吸入压力缓冲器是否正确地充气。
8．1．5每月（或每工作100小时）维护：
1．检查“日检”和“周检”清单上的所有项目。
2．检查液力端所有安装螺栓，确保无松动。
3．检查柱塞泵所有安装螺栓，确保无松动。
4．更换动力端润滑滤清器。
5．检查所有备件如O形圈、油封、凡尔、凡尔密封圈、凡尔座。
凡尔弹簧、盘根、滤芯等。
8．1．6季度（或每工作250小时）维护：
1．检查“日检”、“周检”和“月检”清单上的所有项目。
2．更换动力端的润滑油，重新加入正确等级的齿轮油，以便适合预期的环境条件。
3．彻底清洗动力端润滑油吸入滤网。
4．拆下并检查柱塞和盘根总成的零部件，更换所有盘根。
5．清洗柱塞泵通油孔和动力端润滑油箱通气孔。
8．1．7每年（或根据需要）维护：
1．更换磨损的柱塞和盘根铜套。
2．更换磨损或腐蚀的排出盖、吸入盖、盘根螺母、排出法兰、泵工具等。
3．更换所有排出法兰密封和吸入管汇密封。
4．更换所有损坏的仪表和仪器。
5．检查（如有必要改造）动力端润滑油泵。
由于服务周期和类型的变化，仅根据泵工作时间来评估其磨损或损坏的程度是很困难的。
在定期维护期间，仔细检查润滑滤清器，经常注意滚动轴承、齿轮、轴瓦的工作情况。
推荐每200小时打开视孔盖并检查轴承和齿轮的工作情况。
当这些零件的工作表面出现剥落、凹坑或划痕时，则表明过度的磨损。
齿面出现少许上述缺陷是可接受的，但承压表面出现任何剥落时应尽快地更换。
更换这些主要的部件费用是很高的，主轴承的失效常常导致泵壳、曲轴或其它的部件严重损坏。
8．2检修程序
8．2．1液力端检修步骤
8．2．1．1从动力端上卸下液力端
（1）拆卸吸入、排出管线及其它附件，如冲次计数器或压力表。
（2）从小连杆上卸下柱塞，并将其推入液力端一段距离，使它不会掉出来。
（3）用吊车吊起液力端，绳子拉紧到合适程度。
不能将绳子拉得太紧，这样会损坏拉杆。
（4）用2-3/4〞的风动扳手，从液力端上卸下12个1-3/4〞拉杆螺母。
（5）在吊起或放下之前，将液力端从动力端直接拉出，并保证其与拉杆完全分离。
（6）重新安装液力端时，检查全部拉杆螺母是否拧紧到3525N.m。
可能的话，将动力端向上抬起离开枕木就可以较方便地拧紧螺母。
8．2．1．2卸下柱塞和盘根
（1）用六角扳手卸下吸入盖止动螺母，用带丝扣的锤击式拉出器卸下吸入盖。
（2）卸下连接小连杆接箍的2个螺钉。
（3）松开盘根螺母，经过液力端前端小心的卸下柱塞，防止损坏柱塞的夹持端部。
（4）卸下盘根螺母、盘根和铜套。
注意不要损坏盘根、铜套或泵头内孔。
（
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