2023年12月19日发(作者：林志炫)
第八章 水龙头
第一节 概述
水龙头是石油天然气工业修井作业的主要设备之一，水龙头的设计、制造按照SY/5210-2000 和API Spec 8A进行，水龙头的主要技术参数包括：型号、最大负荷定额值、工作载荷、工作压力、中心管内径等。
水龙头的型号表示方法：
SL XXX
最大静载荷的1/10，kN
水龙头代号 （“水龙”汉语拼音前两个字母）
水龙带提环鹅颈管吊耳盘根装置连接螺纹外壳连接螺纹中心管接头接头下端螺纹鹅颈管与水龙带螺纹连接示意图图 8-1 鹅颈管与水龙带螺纹连接示意图
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表8-1 水龙头的基本参数
型号
规范
最大静载荷(kN)
主轴承工作载荷(kN)(100r/min)
鹅颈管中心线与垂线夹角
鹅颈管螺纹
接头下端螺纹
最大工作压力(Mpa)
中心管通径(mm)
外形尺寸(mm)
质量(kg)
SL70
675
300
15°
2 3/8 ＂TBG
2 7/8” UP DP
15
50
1697×455×300
275
SL110
1125
450
15°
4 1/2”DP
4 1/2＂REG LH
21
63..5
1632×286×510
336
SL135
1350
1000
15°
4 1/2 ＂TBG
4 1/2＂REG LH
21
76
2260×675×745
970
SL160
1600
1200
15°
4 1/2 ＂TBG
4 1/2＂REG LH
35
76
2400×675×710
987
SL225
1500
1500
15°
4 1/2 ＂TBG
6 5/8＂REG LH
35
76
2600×780×650
1327
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第二节 工作原理及结构
水龙头由提环、鹅颈管、支架、盘根装置、壳体、中心管、接头等组成(见图8-1)。
提环由两个提环销与壳体连接在一起，它使水龙头悬挂在大钩上。壳体内装有承受全部钻柱重量的主轴承，在壳体的上下部位分别有装在支架内的防跳轴承和在壳体内的扶正轴承，在外侧还装有防碰装置，以免在钻井过程中吊环撞击壳体。
支架内装有防跳轴承和两个油封，在上轴承盖上方装有泥浆伞，防止外部杂物及泥浆浸入，油尺安装在支架下法兰上，油尺上装有放气阀。当壳体内部产生气压时气体会自动从放气阀中排出。旋下油标可向水龙头壳体内加油。支架顶部法兰上固定鹅颈管，鹅颈管的顶部加工有一螺纹孔(Z3in)，它是专为测井而设置的。
鹅颈管的一端与盘根装置相连，另一端通过接头与水龙头连接。中心管是一中空零件，上端与盘根装置相连，下端与接头连接，中部支承台肩坐于主轴承之上，并依靠由支架和下轴承盖内的轴承上下扶正，增减支架与上轴承盖之间的调整垫数量，控制中心管的轴向窜动。
盘根装置安装在支架腔体内中心管和鹅颈管之间，上下分别用上、下压帽丝扣与它们相连，形成泥浆通道，盘根装置是密封高压泥浆的重要部件，采用Y型自封式密封和快速装卸结构。当冲管和盘根磨损而需要更换时，只需将上、下盘根压帽旋开就可将整个装置从支架一侧取出，而无需拆卸其它零件，可在钻井过程中随时停钻更换。
第三节 使 用
水龙头在出厂前已进行过负荷和水压试验，出厂时水龙头壳体内是无油的，在使用前必须做如下工作：
(1)拧下油尺，向壳体内注入L-CKD220T重负荷齿轮油，到达油标尺高度要求，并保证油质干净。
(2)检查中心管，由一人施力于1m长的链钳手柄上，能够均匀转动。
(3)用油枪润滑各油杯，向各油杯内注入锂基润滑脂。
(4)检查盘根装置上、下压帽及接头是否拧紧，若松动则必须拧紧。
(5)拧紧鹅颈管丝堵，以免在钻井时高压泥浆溢出。
(6)检查水龙头的各个部位，观察是否有影响整体性能的因素。
润滑对水龙头的使用有很大影响，在使用过程中必须做好下述润滑工作：水龙头壳体内的油位每班必须检查一次，检查油面是否在要求位置，润滑油每700h更换一次。对新的或修理后的水龙头，在使用满200h后，应将脏油排除干净，用油冲洗掉全部沉 164
淀物，再注入干净的L-CKD220T重负荷齿轮油。
提环销、盘根装置、支架轴承盖内用润滑脂润滑。盘根装置和防跳轴承（安装在支架内）每8h润滑一次，盘根的润滑应在没有泵压的情况下进行，以便使润滑脂能挤入盘根中的各部位，更好地润滑冲管和盘根。提环销每150h用润滑脂润滑一次。
第四节 维修及保养
1、盘根装置的更换
1）．拆卸
更换盘根装置时，应将水龙头竖直放稳，锤击上、下盘根压帽，松开至与冲管平齐，即可从支架一侧拉出盘根装置，将冲管从盘根盒上端拉出，去掉油杯，从盘根盒中取出压环、盘根及O型圈，从上压帽中取出冲管、上压环、盘根及O型圈。
2）．检查
彻底清除各零件上的润滑油脂、泥浆及其它脏物，检查各零件的磨损情况，如有零件偏磨、磨损严重及损坏现象，则该零件必须更换。
3）．安装
将各零件清洗干净；将涂有油脂的盘根、上压环依次装入上盘根压帽；将涂有油脂的盘根、油杯、盘根、隔环、盘根、隔环、盘根、下压环按上述顺序依次装入盘根盒内，然后一同装入下压帽中。
将冲管从盘根盒的上端自上而下装入已经装好盘根、隔环及下压环的盘根盒内，然后将装好盘根及上压环的上盘根压帽自上而下装在冲管上；
装好上、下O型圈及卡圈，然后将冲管盘根装置推入中心管与鹅颈管之间，并旋紧上、下压帽，装上油杯。
2、轴承的更换及维修
1）．拆卸
拆卸时应使用吊装设备将水龙头竖直放稳，使壳体下端轴承盖端面坐落在中空的支架上，然后松开提环销、固定螺钉，取下压板，再用一螺栓拉出提环销，即可拆下提环。
松开盘根装置上下压帽，整体拆下盘根装置。
拆下泥浆伞，松开支架与壳体及上轴承联接螺栓，拆下支架及轴承盖，取出中心管，拆下主轴承，扶正轴承及防跳轴承。
将各轴承清洗干净，检查全部轴承是否破碎、磨损、腐蚀和裂纹，尤其是主轴承有 165
任何缺陷都必须更换，以保证良好的工作性能。
2）．安装
重新安装前，必须复检零件合格后，并清洗干净，轴承、油封等均应涂抹润滑脂。
⑴ 将油封装入轴承盒内；
⑵ 将防跳轴承上圈装入支架下端安装孔内；
⑶ 将主轴承下圈、滚子和保持架总成放入水龙头壳体内；
⑷ 将装有主轴承上圈、下扶正轴承内圈及防跳轴承内圈上下衬套的中心管装入壳体内主轴承下圈孔内，轻微旋转中心管，以保证主轴承座定位。
⑸ 将扶正轴承外圈装入壳体下端，并将油封装入下轴承盖后一并装上轴承轴盖，拧紧螺栓。
⑹ 将支架装在壳体上，拧紧螺栓，然后装入上轴承盖，通过增减调整垫数量，使拧紧螺栓后防跳轴承的过盈量控制在0.05-0.102mm范围内。
注意：联接螺栓应涂上密封胶，以防外界脏物进入壳体及壳体内润滑油溢出。
3）．检查与调整
检查与调整是装配过程中的重要环节，调整质量的优劣直接影响零件的使用寿命，建议用下列程序进行检查与调整：⑴检查主轴承上座圈面与中心管端面的贴合情况，不允许有间隙存在。⑵检查防跳轴承内圈与中心管安装端面的贴合情况，不允许有任何间隙存在。
3、故障处理
表8-2 故障原因及排除方法
故障
壳体发热
中心管转动不灵或卡死
冲管上部漏泥浆
冲管下部漏泥浆
原因
缺油或油脏
轴承或其它零件损坏
盘根或油封损坏
冲管磨损
盘根磨损
油封损坏
壳体下部漏油
提环不转动
油封磨损
衬套磨损
提环销锈蚀
更换
清洗加油
更换
排除方法
加油或换油
检查更换或维修
更换
4、检验维护周期
对于在用的水龙头，必须进行定期的检验和维修，并做好相应的记录（表8-3）。
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表8-3 检验和维护周期
检验项目
对设备运行中出现性能不满足要求迹象的观察
腐蚀、变形、松动或脱落、损坏、可见表面裂纹的检查和调整
表面无损探伤、磨损检验
超声波或射线检验
部位
设备各部外表
连接螺纹各部、提环、壳体提环销孔周围。
提环、壳体提环销孔周围、提环销、中心管
提环、壳体提环销孔周围、中心管、提环销
周期
8h
每周
每半年
每年
第五节 贮存与运输
长期不使用时，应将水龙头放在存放架子上，加工表面涂上一层凡士林或润滑脂防锈，油池内加满油，各油杯处打满润滑脂，鹅颈管内螺纹用木塞堵住，并用塑料包扎紧，中心管下部接头应戴上护丝。
水龙头搬运时，应用提环吊起，不允许在地面上拖拉，一般情况下水龙头允许裸装发运。
1.O型圈 2.上压环 3.上盘根压帽 4.盘根 5.冲管 6.盘根盒
7.油标 8.油环 9.隔环 10.下压坏 11.下盘根压帽
图 8-2 水龙头结构示意图
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1.提环 2.鹅颈管 3.盘根装置 4.支架 5.中心管 6.主轴承 7.壳体 8.丝堵 9.轴承盖 10.保护接头 11.护丝 12.衬套
13.油封 14.密封圈 15.扶正轴承 16.提环销 17.内六方螺钉 18.挡块 19.轴承 20.衬套 21.调整垫片 22.油封 23.油杯
24.上轴承盖 25.泥浆伞 26.丝堵3″ 27.油标 28防碰器
图 8-3 水龙头示意图
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