一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，它主要由動力端、閥箱總成、缸套活塞總成、吸入管匯系統(tǒng)、排出管匯系統(tǒng)、機(jī)座和機(jī)架組成。所述動力端主要由小齒輪軸、大人字齒、曲軸、連桿、十字頭、下導(dǎo)板、上導(dǎo)板、介桿和介桿密封盒組成。小齒輪軸的兩端對稱外伸，可以在任一端安裝大皮帶輪或鏈輪；曲軸上安裝有大人字齒輪和三根連桿大頭；介桿密封盒位于十字頭左端，防止各類污染液體竄入動力端機(jī)油箱；所述閥箱總成主要由閥箱、吸入閥和排出閥組成。所述吸入管匯系統(tǒng)安裝于閥箱的下端；所述排出管匯系統(tǒng)通過螺栓安裝于閥箱的上端左側(cè)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，介桿、活塞桿和連桿可以做的較細(xì)，節(jié)省材料，減小運(yùn)動慣量，增加往復(fù)運(yùn)動件壽命，減輕鉆井泵重量。
【專利說明】一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，屬于石油天然氣鉆井裝備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井過程中，為了攜帶出井底的巖肩并供給井底動力鉆具的動力，用于向井底輸送和循環(huán)鉆井液的往復(fù)泵稱為鉆井泵或泥漿泵，按其工作的重要性，又被比擬為鉆機(jī)的心臟。三缸單作用活塞泵于20世紀(jì)60年代中期研制成功，這種鉆井泵具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，明顯優(yōu)越于雙缸雙作用鉆井泵。所以，目前國內(nèi)外鉆井泵以臥式三缸當(dāng)作用活塞泵為主。盡管目前三缸當(dāng)作用活塞泵已經(jīng)發(fā)展到較完善的階段，但其活塞和套缸仍然是易損件且整體重量很大?；钊谔赘變?nèi)作往復(fù)運(yùn)動時，有規(guī)律地反復(fù)擠出通常帶有固體磨砂顆粒的液體，當(dāng)活塞在介桿和活塞桿的作用下推向液力端時，介桿和活塞桿由于承受很大的壓力，且由于液體作用、零件制造和裝配精度等各種因素的影響，較長的介桿和活塞桿會發(fā)生變彎，且活塞和套缸之間存在間隙，使得活塞出現(xiàn)翹曲，從而活塞不能像理論上那樣平行地在套缸中滑動，磨礪性顆粒從翹曲處擠入密封面，導(dǎo)致活塞和套缸磨損加劇或被高壓液體刺漏而失效。實(shí)際產(chǎn)品中往往將介桿和活塞桿做的比較粗來降低活塞和套缸的失效的幾率，這樣一來不僅有不符合優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念，而且加重了鉆井泵的重量，有很大的不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，屬于三缸單作用往復(fù)泵，通過將缸套活塞安裝于閥箱的另一端，使介桿和活塞桿受大拉力時為閥箱排出高壓液體，受小壓力時為閥箱吸入低壓液體，不僅克服上述缺點(diǎn)，而且能將介桿、活塞桿和連桿做的細(xì)些，節(jié)省材料，減小運(yùn)動慣量，增加往復(fù)運(yùn)動件的壽命，并減輕鉆井泵的重量。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]本發(fā)明一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，主要由動力端、閥箱總成、缸套活塞總成、吸入管匯系統(tǒng)、排出管匯系統(tǒng)、機(jī)座和機(jī)架組成。所述動力端主要由小齒輪軸、大人字齒、曲軸、連桿、十字頭、下導(dǎo)板、上導(dǎo)板、介桿和介桿密封盒組成。小齒輪軸的兩端對稱外伸，可以在任一端安裝大皮帶輪或鏈輪；曲軸上安裝有大人字齒輪和三根連桿大頭；介桿密封盒位于十字頭左端，防止各類污染液體竄入動力端機(jī)油箱，同時避免機(jī)油箱內(nèi)的機(jī)油外漏。
[0006]所述閥箱總成主要由閥箱、閥蓋絲扣壓圈、壓緊法蘭、吸入閥和排出閥組成。吸入閥位于閥箱的下部，排出閥位于閥箱的上部；所述缸套活塞總成主要由缸套座、密封、缸套、缸套壓帽、活塞、活塞桿和活塞桿密封盒組成。缸套通過螺栓安裝在閥箱的左端，活塞桿密封盒位于閥箱的右端，防止閥箱內(nèi)鉆井液流出。
[0007]所述吸入管匯系統(tǒng)安裝于閥箱的下端，吸入管通過螺栓安裝于閥箱；所述排出管匯系統(tǒng)通過螺栓安裝于閥箱的上端左側(cè)，其由排出管、安全閥和空氣包組成。
[0008]當(dāng)動力機(jī)通過皮帶、齒輪等傳動件帶動曲軸以角速度ω從右邊水平位置開始旋轉(zhuǎn)時，由曲軸帶動三個曲柄轉(zhuǎn)動，然后通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動，此時活塞向左邊移動，閥箱內(nèi)形成一定的真空度，吸入池中的液體在液面壓力的作用下推開吸入閥，進(jìn)入閥箱，直到活塞移到左死點(diǎn)為止，這稱為閥箱的吸入過程。曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動，活塞開始向右邊(即泵的動力端)移動，缸套內(nèi)鉆井液受擠壓，吸入閥關(guān)閉，排出閥被推開，高壓液體經(jīng)排出閥和排出管進(jìn)入排出池，直到活塞移動到右死點(diǎn)為止，這稱為閥箱的排出過程。反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵三個曲柄間的夾角為120°，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，三個活塞便分別往復(fù)運(yùn)動一次，整個鉆井泵完成一次吸入和排出的過程。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1、缸套、活塞安裝于閥箱的左端，使介桿和活塞桿受拉力時為閥箱排出高壓液體，介桿和活塞桿受拉力時導(dǎo)向性好，且不存在彎曲和穩(wěn)定性現(xiàn)象，活塞能平行地在缸套中往復(fù)滑動，有助于提高活塞和缸套的使用壽命；2、當(dāng)介桿和活塞桿受壓力時為閥箱吸入低壓液體，介桿和活塞桿承受的壓力要小的多，不會發(fā)生彎曲現(xiàn)象，且遠(yuǎn)低于臨界失穩(wěn)壓力，介桿和活塞桿不存在失穩(wěn)的可能性；3、介桿、活塞桿和連桿可以做的較細(xì)，節(jié)省材料，減小運(yùn)動慣量，增加往復(fù)運(yùn)動件的壽命，并減輕鉆井泵的重量；4、因?yàn)榛钊麠U承受大拉力小壓力作用，大拉力作用到曲軸軸承上是指向液力端的，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了曲軸主軸承負(fù)荷由機(jī)殼承受，改變了傳統(tǒng)三缸當(dāng)作用鉆井泵曲軸主軸承負(fù)荷主要由曲軸軸承蓋和主螺栓承擔(dān)，避免了主螺栓疲勞斷裂失效，從而可明顯提高曲軸主軸承蓋和主螺栓壽命；5、傳統(tǒng)的三缸單作用鉆井泵的缸套活塞安裝于機(jī)殼內(nèi)部，更換失效的缸套和活塞流程復(fù)雜、耗時較長；而反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵的活塞和缸套安裝在機(jī)殼外部，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且更換活塞和缸套方便快捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的吸入閥閥蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1.缸套座，2.密封，3.缸套，4.缸套壓帽，5.活塞，6.活塞桿，7.排出管，8.閥箱，9.閥蓋絲扣壓圈，10.排出閥，11.機(jī)殼，12.介桿，13.介桿密封盒，14.上導(dǎo)板，15.十字頭，16.小齒輪軸，17.大人字齒，18.曲軸，19.機(jī)座，20.連桿，21.下導(dǎo)板，22.活塞桿密封盒，23.壓緊法蘭，24.吸入管，25.吸入閥，26.安全閥，27.空氣包，28.吸入閥閥至
ΠΠ O

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作具體描述:
[0015]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，主要由動力端、閥箱總成、缸套活塞總成、吸入管匯系統(tǒng)、排出管匯系統(tǒng)、機(jī)座19和機(jī)殼11組成。所述動力端主要由小齒輪軸16、大人字齒17、曲軸18、連桿20、十字頭15、下導(dǎo)板21、上導(dǎo)板14、介桿12和介桿密封盒13組成。小齒輪軸16的兩端對稱外伸，可以在任一端安裝大皮帶輪或鏈輪；曲軸18上安裝有大人字齒輪17和三根連桿20大頭；介桿密封盒13位于十字頭15左端，防止各類污染液體竄入動力端機(jī)油箱，同時避免機(jī)油箱內(nèi)的機(jī)油外漏。
[0016]所述閥箱總成主要由閥箱8、閥蓋絲扣壓圈9、壓緊法蘭23、吸入閥25和排出閥10組成。吸入閥25位于閥箱8的下部，排出閥10位于閥箱8的上部；所述缸套活塞總成主要由缸套座1、密封2、缸套3、缸套壓帽4、活塞5、活塞桿6和活塞桿密封盒22組成。缸套座I通過螺栓安裝在閥箱8的左端，活塞桿密封盒22位于閥箱8的右端，防止閥箱8內(nèi)鉆井液流出。
[0017]所述吸入管匯系統(tǒng)安裝于閥箱8的下端，吸入管24通過螺栓安裝于閥箱8 ;所述排出管匯系統(tǒng)通過螺栓安裝于閥箱8的上端左側(cè)，其由排出管7、安全閥26和空氣包27組成。
[0018]如圖1所示，當(dāng)動力機(jī)通過皮帶、齒輪等傳動件帶動曲軸18以角速度ω按圖示箭頭方向從右邊水平位置開始旋轉(zhuǎn)時，由曲軸18帶動三個曲柄轉(zhuǎn)動，然后通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊?的往復(fù)直線運(yùn)動，此時活塞5向左邊移動，閥箱8內(nèi)形成一定的真空度，吸入池中的液體在液面壓力的作用下推開吸入閥25，液體通過吸入閥閥蓋28，進(jìn)入閥箱8，直到活塞5移到左死點(diǎn)為止，這稱為閥箱8的吸入過程。曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動，活塞5開始向右邊(即泵的動力端)移動，缸套3內(nèi)鉆井液受擠壓，吸入閥25關(guān)閉，排出閥10被推開，高壓液體經(jīng)排出閥10和排出管7進(jìn)入排出池，直到活塞5移動到右死點(diǎn)為止，這稱為閥箱8的排出過程。反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵三個曲柄間的夾角為120°，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，三個活塞5便分別往復(fù)運(yùn)動一次，整個鉆井泵完成一次吸入和排出的過程。
【權(quán)利要求】
1.一種反向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，主要由動力端、閥箱總成、缸套活塞總成、吸入管匯系統(tǒng)、排出管匯系統(tǒng)、機(jī)座(19)和機(jī)殼(11)組成，其特征在于，所述動力端主要由小齒輪軸(16)、大人字齒(17)、曲軸(18)、連桿(20)、十字頭(15)、下導(dǎo)板(21)、上導(dǎo)板(14)、介桿(12)和介桿密封盒(13)組成；小齒輪軸(16)的兩端對稱外伸，可以在任一端安裝大皮帶輪或鏈輪；曲軸(18)上安裝有大人字齒輪(17)和三根連桿(20)大頭；介桿密封盒(13)位于十字頭(15)左端，防止各類污染液體竄入動力端機(jī)油箱，同時避免機(jī)油箱內(nèi)的機(jī)油外漏；所述閥箱總成主要由閥箱(8)、閥蓋絲扣壓圈(9)、壓緊法蘭(23)吸入閥(25)和排出閥(10)組成；所述缸套活塞總成主要由缸套座(I)、密封(2)、缸套(3)、缸套壓帽(4)、活塞(5)、活塞桿(6)和活塞桿密封盒(22)組成；所述排出管匯系統(tǒng)通過螺栓安裝于閥箱(8)的上端左側(cè)，其由排出管(7)、安全閥(26)和空氣包(27)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反方向旋轉(zhuǎn)鉆井泵，其特征在于，缸套座(I)通過螺栓安裝在閥箱⑶的左端，活塞桿密封盒(22)位于閥箱⑶的右端，防止閥箱⑶內(nèi)鉆井液流出。
【文檔編號】F04B1/16GK104454426SQ201410647690
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】鐘功祥, 武江瑜, 呂志忠, 王進(jìn) 申請人:西南石油大學(xué)