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鉆井泥漿泵的現狀與趨勢分析
作者:石家莊中銳鉆探設備有限公司  發布時間:2013-03-18 11:56:07  點擊次數:5839


一、我國泥漿泵的現狀
  輕便鉆井泵功率在955kW以下,主要配套于4000m以下鉆機,因此,輕便鉆井泵的市場前景基本依從于4000m以下鉆機的使用現狀和發展。根據2000年的統計,中國擁有鉆機1000余臺,占世界鉆機總量的32%,其中,中石油集團公司擁有702臺,因此,中石油集團公司的鉆機的情況基本反映了國內鉆機的現狀。在中國石油集團公司擁有的702臺鉆機中,4000m以下的鉆機占總量的80%。平均新度系數僅為0.4,其中48%的鉆機新度系數小于0.3,有500臺左右的鉆機服役10年以上,期待更新。
  國內生產鉆井泵的企業主要有:寶雞石油機械廠、蘭州石油機械廠等,但由于各自產品為多年前開發,結構不盡合理,難以滿足現代鉆井工藝要求。目前,三缸單作用往復式鉆井泵存在以下主要問題。
  1、鉆井泵質量大,難以適應現代輕便鉆機的要求,制約著鉆機的移運性。
  2、沖程短,沖次高鉆井泵在不適合的沖次范圍內工作,致使液力端壽命短。
  3、泵壓偏低,不能完全滿足現代鉆井工藝的需要。
  4、結構不合理,部分強度冗余,部分剛度不足,可靠性低,難以滿足鉆機高可靠性要求。
  5、缸套壽命短,難以滿足鉆機高效率要求。

二、國外泥漿泵現狀
  美國鉆井泵大量采用三缸單作用泵,其結構特點:泵的液力端、閥箱采用L型,閥箱的吸入閥和排出閥為分體結構,吸入閥采用螺紋壓緊,其殼體與閥箱螺紋連接,球形吸入空氣包。泵機座多為焊接結構,小齒輪用鍵固定在傳動軸上,大齒輪套安裝在曲軸上。曲軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結構。軸承采用雙列向心球面調心軸承。十字頭滑動面經表面淬火磨削。齒輪采用斜齒或無槽人字齒輪。為了加強易損件的互換,閥腔和活塞桿制定了相應的標準。隨機輔助工具齊全,有閥座液壓拉拔器液壓拆卸器、缸套拆卸器等。
  俄羅斯三缸單作用鉆井泵的結構特點:俄羅斯三缸泵的液力端,閥箱采用I形直通式和L形,閥箱的吸入閥和排出閥不是分體結構,而是一體式液力模塊。L形閥箱又有吸入閥在前、排出閥在后的常規型和吸入閥在后、排出閥在前的變L形結構。
  動力端機座有鑄件和焊接件,傳動采用小螺旋角斜齒輪傳動和寬槽人字齒輪。曲軸是由鑄造的偏心輪套在直軸上組成的。采用雙列圓錐滾子軸承。十字頭滑動面經表面淬火磨削。介桿采用雙室密封。隨機輔助工具齊全,有閥座液壓拉拔器、液壓拆卸器、缸套拆卸器等。
  總的來說,國外三缸泵易損件的使用壽命較低。與先進水平相比,尚有不小差距。然而,由于其三缸泵多數運轉速度較小(如額定速度為135r/min的泵,經常以70-80r/min運轉),而且傳動可以調速,因此,泵的功效發揮較好。

三、鉆井泥漿泵的發展趨勢
  隨著鉆井工藝技術,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、新技術的發展,鉆井泵進一步向大功率、大排量和高泵壓方向推進,作為鉆機“心臟”的鉆井泵,其性能水平和使用壽命同鉆井速率和生產成本有著直接關系,同時其工作條件又十分惡劣,工況也異常復雜,因此,對鉆井泵工作的可靠性和安全的要求也越來越高。
  國內外三缸泵的優點有:液力端L形結構,復合錐面閥膠皮,冷卻缸套活塞的內孔噴射移動式噴淋裝置,直立式吸入空氣包;動力端的體外強力潤滑系統,閉式內固定導板機構。鉆井技術的發展方向是提高時效,降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、新技術和新裝備。運用大排量高壓噴射鉆井工藝即是這一趨向的必然選擇。高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。因此,鉆井泵的發展趨勢是:①降低額定沖數,由150沖/min降到110一120沖/min,②長沖程,最大沖程已達300mm以上。③降低沖次,降低沖次不僅可以提高易損件如活塞密封、缸套的使用壽命,而且還可以減少慣性損失,改善泵的吸入性能,同時提高泵動力端齒輪、軸承等零部件的使用壽命,大大提高鉆井泵的可靠性。因此合理降低泵的沖次,適當增加泵的沖程長度,既滿足鉆井過程中的排量要求,又能確保泵的自吸性能,充分發揮了泵的效能,成為今后鉆井泵設計的發展方向。

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