王峰　羅軍　何建峰　王部隊　李大雙

　　摘　要：鉆井泵工作狀態(tài)的好壞直接影響到石油天然氣鉆井工作的順利進行。軸承是鉆井泵的主要旋轉(zhuǎn)支承零部件，因此，對鉆井泵軸承的失效原因進行分析與診斷對于設備的使用、保養(yǎng)、現(xiàn)場故障診斷都有著較好的指導意義。

　　關(guān)鍵詞：鉆井泵；軸承；診斷；分析
　　鉆井泵廣泛用于石油天然氣鉆井領(lǐng)域，稱為鉆機的心臟，一旦發(fā)生故障，將給鉆井生產(chǎn)帶來不便，嚴重的會導致井下復雜，造成較大經(jīng)濟損失。鉆井泵動力端的十副軸承是鉆井泵的主要旋轉(zhuǎn)支承零部件，對鉆井泵的正常運行起著非常關(guān)鍵的作用。

　　1　常見失效形式及原因分析
　　1.1軸承內(nèi)軌道跑圓
　　在工作過程中內(nèi)軌與軸發(fā)生相對運動，出現(xiàn)跑圓現(xiàn)象，使軸承殼發(fā)燙。這種情況在3NB-1300C鉆井泵支撐4053172軸承很常見，如果未及時發(fā)現(xiàn)或?qū)е虑S軸頸處磨細，超過一定范圍將無法再次修復而報廢，修理成本昂貴。一般鉆井泵曲軸軸承跑圓時，曲軸兩端的壓板螺栓就會松動，拆下壓板沿著圓周方向都有一道摩擦的很光亮的痕跡，這是Z直觀的觀察方法。

　　1.2滾動體與滾道剝落原因分析
　　長時間重載持續(xù)性載荷加速導致疲勞損傷;鉆井泵軸承座同心度差，對中不良導致軸承運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生重載，長時間高速運轉(zhuǎn)增加應力周期，加速表面疲勞；材質(zhì)問題或制造精度較差造成滾道粗糙或滾道表面硬度不夠過早產(chǎn)生疲勞。承載能力不夠引起疲勞損傷。

　　此類失效主要發(fā)生在鉆井泵連桿大端軸承上，主要原因是鉆井泵軸承長時間承受較變負荷以及泵體變形等原因所至，3NB-1300C鉆井泵NFP38/666.75XQ4軸承，F(xiàn)-1300鉆井泵928/660.4QU軸承。

　　1.3受力表面較大面積壓光和微觀剝落原因分析
　　潤滑不良導致不能形成動壓油膜;重載荷及對中不良導致工作面動壓油膜破壞；制造精度較差，工作面粗糙造成表面動壓油膜破壞。此類失效主要出現(xiàn)在F-1300鉆井泵連桿小端25494/QU軸承上比較典型，因F-1300鉆井泵給十字頭、導板、及小端軸承潤滑的管線比較細，如果潤滑油不清潔時，軸承潤滑很差，潤滑油很少，加上長時間承受較大的振動載荷，導致該軸承表面壓光和微觀剝落過早損壞。

　　1.4滾動體和滾道嚴重污痕和變色原因分析
　　軸承對中不良引起軸承滾子滑動和螺旋運動;載荷過輕、牽引不足導致滾動體打滑;高速輕載時增加了打滑趨勢;軸承游隙過大，運轉(zhuǎn)打滑。此類失效主要表現(xiàn)各種鉆井泵支撐軸承，有的鉆井泵整機機架剛性較差，基礎(chǔ)薄弱，長時間在交變負荷的作用下變形，傳動軸、曲軸同心度、兩軸心平行度都不能滿足要求，使支撐軸承座同心度差，導致此類軸承失效。也有些是鉆井泵支撐軸承間隙太大，造成滾動體運轉(zhuǎn)不夠規(guī)則，形成痕跡。

　　1.5滾道上出現(xiàn)劃痕、刻痕、凹痕和摩擦腐蝕
　　原因分析：(1)包裝不當，運輸及裝卸過程中碰撞所至。(2)振動及軸承間隙大，軸承內(nèi)部油膜阻尼少。(3)使用中操作不當，粗暴處理導致?lián)p傷，此類失效主要表現(xiàn)在縮斷壽命。此類失效主要表現(xiàn)在大圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承中，因滾子軸承和圓錐滾子的內(nèi)外圈可以分離，在運輸、裝卸、裝配和操作過程中碰撞造成軸承表面出現(xiàn)長劃痕、刻痕、凹痕;許多軸承使用后期，由于間隙過大及潤滑不良加速軸承摩擦腐蝕。比如3NB-1300C鉆井泵24072軸承。

　　1.6保持架嚴重磨損和斷裂原因分析
　　潤滑不良導致保持架引導面無油膜分離;速度過高導致保持架引導面承受離心力；軸承對中不良導致保持架受到破壞性載荷。此類失效常見于各種鉆井泵的傳動軸軸承，如32844軸承轉(zhuǎn)速比較高。

　　1.7內(nèi)部游隙增加、表面變粗、微觀凹痕、磨損原因分析
　　此類失效主要是軸承密封不嚴，軸承進沙粒、灰塵及其它雜物，加速軸承磨損，軸承工作面變粗，出現(xiàn)微觀凹痕。此類失效普遍存在于密封較差或工況惡劣的各類軸承中。鉆井泵竟要要在風沙較大的沙漠、戈壁上作業(yè)密封特別關(guān)鍵。

　　1.8滾動體和滾道點蝕和銹蝕腐蝕原因分析
　　軸承疲勞；潤滑不足或潤滑劑不良，油中腐蝕物和氧化物侵蝕滾道表面引起損傷；密封不嚴，腐蝕劑和水等損傷滾道表面；軸承中有電流通過，表面出現(xiàn)大量麻點。

　　1.9溫升、軸承變色、咬合燒傷原因分析
　　軸承缺油，咬合燒傷，燒死；環(huán)境溫度過高，潤滑不足，潤滑劑不良導致軸承散熱差，運轉(zhuǎn)中溫度升軸承變色。當有些鉆井泵保養(yǎng)維護不良時，腐蝕性很強的泥漿從中心拉桿進入泵動力端，使?jié)櫥妥冑|(zhì)，嚴重影響潤滑效果，導致軸承失效。

　　1.10軸承圈與滾動體裂紋原因分析
　　裝配不當，配合過緊使軸承圈產(chǎn)生裂紋；制造材料不當或熱處理不當，使軸承產(chǎn)生內(nèi)應力，運轉(zhuǎn)裂紋；沖擊載荷導致軸承脆裂。尤其是在冬天裝配軸承時，環(huán)境溫度較低，而熱裝的軸承溫度較高，兩者接觸后迅速進行熱傳遞，導致軸承內(nèi)軌道急劇收縮而短裂。

　　此類失效常見于沖擊振動大的部位，如鉆井泵連桿軸承和十字頭軸承。
　　2　軸承失效的判別
　　(1)軸承運轉(zhuǎn)噪聲及振動突然增大，或出現(xiàn)異常噪聲。(2)軸承工作條件沒有改變，但軸承溫度突然升高，超過了允許范圍。(3)軸承工作條件沒有改變，但軸承運轉(zhuǎn)不靈活，有沉重感甚至卡死。

　　3　軸承失效的預防措施
　　預防軸承失效問題顯的尤為重要。為了提高軸承使用壽命必須采取以下措施：
　　(1)保證軸承裝配質(zhì)量。在修理裝配前采用油浴均勻加熱到70℃～95℃，杜絕氧氣乙炔加熱，裝配到位并檢查軸承轉(zhuǎn)動靈活。當軸承跑內(nèi)圓要特別注意測量裝配軸和軸承套的配合尺寸。配合間隙磨損到0.02mm～0.12mm，0.13mm～0.25mm時，分別用樂泰固持膠609和680進行粘接技術(shù)處理。超過0.25mm采用堆焊車削處理，達到裝配要求，可將軸的過盈量從0.04～0.09加達到0.09mm～0.16mm，經(jīng)現(xiàn)場使用再未發(fā)生跑內(nèi)圓現(xiàn)象。(2)保證軸承潤滑效果良好。檢查強制潤滑機油泵完好，管線暢通;飛濺潤滑油槽規(guī)范到位，確保潤滑油供給充足。潤滑油必須清潔，無雜質(zhì)，并按照冬夏使用相應粘度的齒輪油。及時檢查油面在游標范圍內(nèi)，考慮到油位補償，允許慢速運轉(zhuǎn)約五分鐘后，檢查油位是否在標識范圍內(nèi)。
　　4　結(jié)語
　　在判別軸承故障時，經(jīng)常要綜合根據(jù)振動、聲音和溫度進行隨時判斷，按照設備使用說明書，定期打開護罩進行檢查。有條件時借助先進的診斷方法和頻普分析法，聲射分析法、油樣分析法以及其它振動分析法等。

　　參考文獻
　　[1]盛益，肖軍，李國芳，等.塔里木油田泥漿泵常見故障診斷與解決方法[J].石油礦場機械，2009，38（4）:83～84.