在石油行業(yè)鉆井巖屑處理中,液壓陶瓷柱塞泵憑借對巖屑介質(zhì)特性的精準適配,成為高效輸送的核心設備。鉆井巖屑(鉆井過(guò)程中被鉆頭破碎的巖石碎屑與鉆井液的混合物)具有高磨蝕性(含石英、長(cháng)石等硬質(zhì)礦物,莫氏硬度 6-7)、高含固量(10%-40%)、成分復雜(含鉆井液添加劑如黏土、聚合物、鹽類(lèi)等) 等特點(diǎn),傳統泵(如螺桿泵、金屬渣漿泵)易因磨損、堵塞、腐蝕導致頻繁故障,而液壓陶瓷柱塞泵能針對性解決這些問(wèn)題,具體應用價(jià)值和適配場(chǎng)景如下:

一、核心優(yōu)勢:適配鉆井巖屑的 “三高” 特性
1. 超強耐磨性,對抗巖屑的硬質(zhì)顆粒磨損
鉆井巖屑中約 30%-50% 為石英、長(cháng)石等硬質(zhì)礦物(莫氏硬度 6-7),傳統金屬泵(如鑄鐵渣漿泵)的葉輪、泵殼會(huì )被快速磨蝕,通常 1-2 個(gè)月就需更換易損件;螺桿泵的橡膠定子則易被顆粒劃傷,壽命僅 2-4 周。
液壓陶瓷柱塞泵的柱塞、閥座等核心部件采用氧化鋯陶瓷(莫氏硬度 8-9),耐磨性是金屬的 8-10 倍、橡膠的 50 倍以上:
在輸送含石英砂的巖屑時(shí),使用壽命可達 6-12 個(gè)月,是傳統泵的 5-10 倍;
減少因磨損導致的停機維修(鉆井平臺停機 1 小時(shí)損失可達數萬(wàn)元),保障巖屑處理線(xiàn)連續運行。
2. 抗堵塞 + 強自吸,適應巖屑的 “不穩定性”
鉆井巖屑的含固量波動(dòng)大(從振動(dòng)篩排出的 “干巖屑” 含固量 30%-40%,到沉淀池的 “濕巖屑” 含固量 10%-20%),且易沉降結塊(尤其停機時(shí)),傳統泵常因 “卡堵” 停機。
液壓陶瓷柱塞泵的結構設計針對性解決這一問(wèn)題:
流道無(wú)葉輪 / 轉子等剛性部件:采用柱塞往復式輸送,流道寬敞(通徑 25-150mm),可順暢通過(guò)直徑≤30mm 的大塊巖屑,避免螺桿泵 “定子 - 轉子間隙卡料” 或離心渣漿泵 “葉輪卡堵” 的問(wèn)題;
自吸高度達 5 米:可直接從巖屑沉淀池、振動(dòng)篩下方的集液槽抽取濃稠巖屑,無(wú)需提前引水或攪拌,適應 “來(lái)料斷續、易沉降” 的現場(chǎng)工況。
3. 耐腐 + 耐溫,適應鉆井液的復雜成分
鉆井液(鉆井巖屑的載體)成分復雜:
可能含鹽水(如海水鉆井液,含 NaCl、CaCl?等,具腐蝕性);
含聚合物添加劑(如聚丙烯酰胺)、油基鉆井液(含礦物油);
溫度可達 60-80℃(深井鉆井巖屑排出時(shí)仍有較高溫度)。
傳統金屬泵易因電化學(xué)腐蝕(鹽水環(huán)境)或高溫老化(油基鉆井液)導致泵體泄漏;橡膠材質(zhì)泵(如螺桿泵定子)則易被油基鉆井液溶脹失效。
液壓陶瓷柱塞泵的陶瓷材質(zhì)化學(xué)穩定性極強:
耐酸堿、耐鹽腐蝕,可長(cháng)期輸送鹽水鉆井液巖屑;
抗油類(lèi)溶脹,適配油基鉆井液巖屑輸送;
耐高溫(陶瓷耐溫>1000℃),無(wú)老化失效風(fēng)險,適應巖屑的中高溫特性。
4. 高壓穩定輸送,滿(mǎn)足巖屑脫水設備需求
鉆井巖屑需經(jīng)壓濾機(板框 / 隔膜壓濾機)脫水至含水率≤30%(便于運輸或后續處理,如填埋、資源化利用),壓濾機需1.6-3MPa 的進(jìn)料壓力才能形成合格濾餅。
液壓陶瓷柱塞泵的壓力調節優(yōu)勢顯著(zhù):
壓力可精準控制(0-3MPa 連續可調,誤差≤0.1MPa),匹配壓濾機 “低壓填充 - 高壓壓榨 - 保壓定型” 全流程;
避免螺桿泵(最大壓力≤1.6MPa)因壓力不足導致的濾餅含水率偏高(常超 40%),或金屬渣漿泵壓力波動(dòng)大(±0.5MPa)造成的濾布破損、脫水不均問(wèn)題。
二、典型應用場(chǎng)景
在鉆井巖屑處理的全流程中,液壓陶瓷柱塞泵主要用于以下關(guān)鍵環(huán)節:
振動(dòng)篩后巖屑輸送:將振動(dòng)篩分離出的 “半干巖屑”(含固量 30%-40%)輸送至破碎機(破碎大塊巖屑),再進(jìn)入沉淀池;
沉淀池底流輸送:抽取沉淀池底部的高濃度巖屑(含固量 20%-30%),輸送至壓濾機脫水;
油基巖屑處理線(xiàn):針對含油巖屑(需經(jīng)熱洗、分離),輸送至離心分離機或壓濾機,耐受油相介質(zhì)腐蝕;
巖屑回注預處理:部分油田將巖屑破碎后回注地層,需泵將高濃度巖屑(含固量 40% 以上)輸送至高壓注漿泵,提供穩定進(jìn)料。
三、與傳統泵的對比優(yōu)勢(以壓濾機進(jìn)料為例)
泵類(lèi)型壽命(巖屑輸送)最大壓力抗堵塞能力耐油 / 鹽腐蝕綜合維護成本
液壓陶瓷柱塞泵6-12 個(gè)月0-3MPa強(無(wú)卡堵)優(yōu)低(少更換部件)
螺桿泵2-4 周≤1.6MPa弱(易卡料)差(橡膠溶脹)高
金屬渣漿泵1-2 個(gè)月≤2.5MPa中(葉輪易堵)差(金屬腐蝕)中
總結
液壓陶瓷柱塞泵通過(guò)耐磨、抗堵、耐腐、高壓穩定的特性,完美適配石油鉆井巖屑 “高磨蝕、高含固、成分復雜” 的輸送需求,尤其在壓濾機進(jìn)料、油基巖屑處理等關(guān)鍵環(huán)節,能顯著(zhù)降低設備故障率、提升脫水效率,是鉆井巖屑減量化、無(wú)害化處理的核心設備,特別適合頁(yè)巖氣、海上鉆井平臺等對設備可靠性要求極高的場(chǎng)景。
泵使用效果視頻
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