新型钻井泵挡泥盘安装结构分析.pdf

2 0 1 3 年第 4 2 卷 第 9 期第 7 4 页 石油 矿 场机 械 OI L F I EL D EQUI PMENT 文 章 编 号 1 O 0 1 3 4 8 2 2 0 l 3 0 9 0 0 7 4 0 3 新型钻井泵挡泥盘安装结构分析 周恕毅 ， 向 鹏 ， 张芳芳 ， 唐 林 ， 陈宗强 ， 弋大浪 ， 程 建 1 ． 四川宏华石油设备有 限公 司 成都研发部 ， 成都 6 1 0 0 3 6 ； 2 ． 中石化西南局 川西采气厂 ， 四川 德阳 6 1 8 0 0 0 摘 要 提 出了一 种钻 井泵 用新型挡 泥盘安 装 结构 。与传统挡 泥 盘安装 结构相 比 ， 采 用该新 型挡 泥盘 安装结构能大幅提高中间拉杆的密封效果， 有效防止动力端润滑油被污染。该挡泥盘具有互换性， 加 工经济 性好 。 关键 词 钻 井泵 ； 中间拉 杆 ； 密封 ； 填 料盒 中图分类 号 TE9 2 6 文献标 识码 B Ne w Ty p e M u d f l a p s Di s k M o u n t i ng S t r u c t u r e o f Dr i l l i n g Pu mp ZH OU Shu ～ y i ， XI ANG Pe ng ， ZH ANG Fa n g f a n g ， TANG Li n ， CHEN Z o n g ～ q i a n g ， YI Da l a n g ， CHENG J i a n 1 ． R＆D De p a r t me n t ， S i c h u a n Ho n gh u a Pe t r o l e u m Eq u i p me n t C o ．， Lt d ．， C h e n g du 6 1 0 0 3 6， C h i n a； 2． Chu an xi Gas Pr o du c t i o n Fa c t o r y， Si n ope c So u t hwe s t Br a nc h， De y an g 61 80 00， Chi n a Abs t r a c t A n e w t y pe mud f l a ps di s k m o u nt i ng s t r u c t ur e o f t he dr i l l i ng p u m p i s pr e s e nt e d i n t h i s pa p e r ． Co m p a r e d wi t h t he t r a d i t i o na l mud f l a ps d i s k mou nt i ng s t r uc t u r e， t he n e w s t r uc t u r e u s e d i s ab l e t o gr e a t l y i mp r o v e t he s e a l i ng e f f e c t of t h e i n t e r me d i a t e l e v e r， a nd pr e ve nt po we r e nd c o nt a in i n a t e d b y o i l e f f e c t i v e l y， a nd i s a l s o a bl e t o ke e p t he m u d f l a p s d i s k wi t h i nt e r c h a ng e a b i l i t y， i s muc h b e t t e r f or pr o c e s s i n g p r i c e ． Ke y wo r d s d r i l l i n g pu mp； i nt e r me d i a t e l e ve r； s e a l i ng； pa c ki ng b ox 钻 井泵 主要 由动 力端 和 液 力端 2大 部 分组 成 。 动力端为曲柄连杆机构， 通过中间拉杆传递到液力 端 ， 实现 将机 械能转 化为水 功能 ， 即把 低压 泥浆转 化 为高压 泥浆 ， 满 足 钻井 作 业 的需 要 l 1 ] 。钻 井 泵 工作 过程 中 ， 必须保 证 动 力端 的曲 柄连 杆 机 构具 有 良好 的润滑条件 ， 如果润滑油被污染 ， 将影响动力端运动 件的寿命。钻井泵运转时中间拉杆作往 复运动 ， 液 力端 的泥浆 容易 沿 中 间拉 杆进 入 动 力端 ， 泥浆 中含 有固体颗粒 ， 有时还含有高硬度的石英砂等， 这对动 力端 内的各摩擦副是致命 的。同时， 动力端的润滑 油也 容易 沿 中间拉杆 泄 露 ， 因此 中间拉 杆 的 密封 效 果将 直接影 响 到整 台钻 井泵 的正常 工作 。钻井 泵结 构如 图 l 所 示 。 1 ～机架 ； 2 一曲柄连杆 机构 ； 3 一滑道 ； 4 一挡泥盘 ； 5 ～填料盒 ； 6 一 中间拉杆 ； 7 一液力端 图 1 钻井泵结构 收稿 日期 2 O 1 3 0 3 1 6 作者简介 周恕毅 1 9 8 2 一 ， 男 ， 四川简 阳人 ， 硕士 ， 工程师， 主要从事钻井泵研 发工作 ， E ma i l z h o u s h u y i l 6 3 ． c o i n 。 第 4 2卷第 9 期 周 恕毅 ， 等 新 型钻井 泵挡泥盘安装结构分析 l 传统挡泥盘安装结构 一 传 统 的钻井 泵挡 泥 盘是 采 用 配作 的方 法 ， 即在 钻 井 泵机架 焊 接前便 在 机架安 装挡 泥盘 的横 墙板 上 加工好安装挡泥盘的螺纹孔及定位销孔 。加工挡泥 盘时 ， 首先将挡泥盘安装在机架上 ， 然后加工挡泥盘 上用于安装填料盒的内孔 。传统挡泥盘安装结构如 图 2所 示 。 这 样 的加工 处理 方法 有 以下 3方面 的缺 点 1 安 装挡 泥盘 的螺 纹孔 和销 孔是在 机架 焊接 之前 加 工好 的 ， 机 架焊 接后 需进 行退 火处 理 ， 退 火处 理会引起螺纹孔和销孔变形 。 2 挡泥盘是用螺栓和圆柱销安装到机架横墙 板 上后 再镗挡 泥 盘 中心孔 ， 属于 配做 ， 故挡 泥 盘不具 有互 换 性 ， 一 旦挡 泥盘 损坏 ， 在现 场将 无法 找 到合适 的挡 泥 盘更换 。 3 由于挡 泥 盘 中心 孔 尺 寸 小 ， 故 无 法利 用 镗 钻井泵机架滑道孔 、 液力 端安装孔的专用镗孔夹具 加工挡泥盘中心孔 ， 挡泥盘中心孔的加工需在镗床 上重 新装 夹并 加 工 。 因此 ， 挡 泥 盘 中心 孔 与机 架 滑 道孔 、 液 力端 安装孔 的 同轴度 很 难保证 ， 造 成填料 盒 安装 到挡 泥盘 上后 ， 填料 盒 内 的密 封 件 与 中 间拉 杆 偏磨 ， 降低填料盒内密封件的寿命 ， 造成漏油； 同时， 挡泥盘中心孔不能与机架滑道孔 、 液力端安装孑 L 用 1套 镗孔 夹 具 加 工 ， 这 样 既 浪 费 挡 泥 盘 中心 孔 的加 工时间， 又占用精度高的大型镗床 ， 经济性不高。 1 一 滑 遭 孔 ； 2 一 挡 泥盘 ； 3 一 液 力 端 安 装 孔 图 2 传统挡泥 盘安装结 构 2 新型挡 泥盘安装结构 。 新型挡泥盘安装结构 中， 机架上安装挡泥盘的 螺纹孔及销孔不再是机架焊接前便加工好 。新结构 中， 挡泥盘内孔不再是安装到机架上后配钻， 挡泥盘 上加工有定位止 口， 而机架上加工有定位止孔， 挡泥 盘和机架的安装靠定位止 口保证 ， 改进后挡泥盘与 机架 之 间 的连 接 如图 3所示 。 定位止 图 3 新型挡泥 盘安装结构 具 体操 作过 程如 下 1 机 架机 加工 时 ， 利用 镗 机 架 滑道 孔 和 液力 端 安装 孑 L 的镗孔 工装 1次将 机 架滑 道 孑 L 、 液 力 端安 装孔和挡泥盘安装定位孔加工完成 ， 这样便能很好 地保证这 3个部位 的同轴度 。 2 待 机架 挡 泥盘 定 位 止 口孔 加 工 完成 后 ， 以 机 架挡 泥盘 定位 止 口孔 为基 准 ， 在 机架 上 加 工 安装 挡 泥盘 的螺 纹孔 ， 由于 采用止 口定 位 ， 机 架上 不再加 工 销孔 。 3 精加工挡泥盘 ， 保证挡泥盘上定位止 口与 填料盒安装孔之间的同轴度。 4 将挡 泥盘 用螺 栓 固定 在机 架上 。 采用新型挡泥盘安装结构有如下优点 1 加工 机架 滑 道 孔 、 液 力端 安装 孔 和 挡 泥盘 安装定位止 口孑 L 为 1次加工完成 ， 能很好地保证它 们之间的同轴度 ， 同时 1次加工完成减少 了这几个 部位 的加 工 时间 ， 节 约 了成本 。 2 挡 泥盘不 再 是 安装 到机 架 上 后配 钻 ， 该 零 件为单独加工 ， 该零件加工完成后再装配到机架上 ， 这样 便保 证 了挡泥 盘 的互 换性 。 3 由于机架滑道孔、 液力端安装孔和挡泥盘 安装定位止口孔间的同轴度很好 ， 只要保证挡泥盘 定位止 口与填料盒安装孔之 间的同轴度 ， 挡泥盘安 装 到机架 上后便 能保 证机 架滑 道孔 、 液 力端 安 装 孔 2 0l 3 q 9 f fJ 】 1 2存 7 6贝 石油矿 0I L Fl ELD 场 机做 E QUI P ME NT 文 章 编 号 1 0 01 3 4 82 2 0I 3 0 9 ～ 00 7 6 0 3 7 0 MP a钻井液循环管汇设计与应用 王 臣 ， 聂永坤 ， 马永恒 ， 李 志刚 ， 翟 颖 ， 徐笑鸥 1 ． 渤海石油装备制造 有限公 司 石油机械厂 ， 河北 任丘 0 6 2 5 5 2 ； 2 ． 渤海钻探工程有 限公 司 定 向井技术服务公司 ， 河北 任丘 0 6 2 5 5 2 摘要 针对 7 0 MP a 钻 井液循 环管 汇设计 制造 中出现 的 问题 ， 分析 确定 了高压 管 汇制造 所 适 用的材 料规 格 、 密封 方案和加 Z - 工 艺 。该 系统采 用材 质 3 5 C r Mo 、 壁 厚 l 9 i l l m 的钢 管制造 ， 使 用球 面 由壬 连接 密封 ， 同时制定 了一套 完善 的加 Z - 工艺 流 程 。现 场 应 用表 明 该 钻 井液循 环 管 ； E可 承 受 1 0 5 MP a的试验 压力 ， 成 本低 ， 安装 方便 ， 适用性 广 ， 可为深 井钻机及 复杂 井提供 配套 。 关键 词 钻 井液 ； 循 环 管汇 ； 密封 ； 强度试验 ； 压 力 中图分类 号 TE 9 2 6 文献标识 码 B De s i g n a n d Re s e a r c h o f 7 0 M Pa Dr i l l i ng Fl u i d Ci r c u l a t i o n M a ni f o l d W A N 1、 - Che n ， NI E Yo n g kun ， M A Yon g he n g ， LI Z hi ga n g ， ZH AI Yi n g ， XU Xi a o OU 。 】 ． Pe P o J e H H I Ma c h i n e r y Fa f o r 3 ， 1 3 0 1 2 a i Eq u i pme m Ma n u f a c t u r i n g Co ． ， L t d ．， Re n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a； 2 ．Di r e c t i o n al We l l Co mpan y， Bo ka i Dr i l l i ng En gi n e e r i n g Co．， Li d．， Re nq i u 06 25 5 2， Chi n a Ab s t r a c t Fo r p r ob l e ms i n de s i g n a n d m a n uf a c t u r e o f 7 0 M Pa dr i l l i n g f l ui d c i r c ul a t i o n ma ni f o l d， a n a l ys i s a n d i d e n t i f i c a t i o n we r e ma de f o r t he m a t e r i a l a n d s pe c i f i c a t i o ns， s e a l p r o gr a ms a nd pr o c e s s e s t h a t a pp l i c a bl e i n t he ma nu f a c t u r e o f hi g h p r e s s u r e ma n i f ol d ． The 35 Cr M o s t e e l pi pe wi t h i t s wa l l t hi c kn e s s 1 9 F i l m wa s u s e d f o r t he s ys t e m ， c on ne c t e d wi t h s p he r i c a l s e a l i n g u ni o n． A c o m p r e he n s i v e p r oc e s s f l ow wa s de v e l o pe d f o r i t ．Fi e l d a p pl i c a t i o n s ho ws t ha t t hi s d r i l l i ng f l u i d c i r c u l a t i o n ma ni f ol d c a n wi t h s t a nd t he h i gh e s t s t r e n gt h t e s t pr e s s u r e o f 1 0 5 M Pa ． Thi s d r i l l i n g f l u i d c i r c u l a t i o n ma n i f o l d ha s t he f e a t ur e o f I OW c o s t ， e a s y t o i ns t a l l a n d wi d e a p pl i c a b i l i t y ． I t c a n s u pp o r t m o d ul e f or de e p d r i l l i ng r i gs a nd c o m p l i c a t e d we l l s ． Ke y wo r ds d r i l l i ng f l ui d； c i r c ul a t i o n ma n i f o l d； s e a l ； s t r e n gt h t e s t ； pr e s s ur e ． “ ． - 一 - “““””” 一”” “ “一” ”“一一 - t -”． ”“ 十一” 卜 ” 卜 ” “ ” 。 ”十” “ “ 卜 ” 。 卜 一 ‘ ” ‘ ” 卜 一卜 一 ” | 卜 ” 卜 - ． 和挡 泥盘上 填料盒 安装 孔之 间的 同轴 度 。这 样钻 井 泵在工 作过 程 中 ， 中 问拉 杆 与 填料 盒 之 问 的偏 磨 量 大幅减小， 极大地延长了填料盒中密封件的使用寿 命 ， 而且密 封效果 更好 。 3 结 论 1 新 型挡泥 盘安装结 构不 但缩短 了机 架 的加 工 周期 ， 减少 了 占用 大型 机床 的时问 ， 还节约 了加工 成 本 。 2 该结卡 句 使得挡泥盘在具有 了互换性 的同 时， 还减少了填料盒与中间拉杆之间的偏磨量 ， 延长 了密封件的寿命 ， 提高了密封效果， 使得整台钻井泵 动力 端更 为安全 可靠 。 3 该 结构 在现场 使用效 果 良好 。 参考 文献 [ 1 ] 沈学海 ． 钻井往复泵 原理与设 计[ M] ． 北京 机械 工业 出 版 社 ， 1 9 9 0 1 1 4 1 1 6 ． E 2 ] 胡 俊 成．钻 井 泵 介 杆 密 封 盒 固 定 装 置 中 围 ， C N 2 0 0 8 2 0 l 0 9 5 6 0 ． 0 C P 2 ． 2 0 0 8 0 7 3 1 ． [ 3 ]王杰． 机械制造 工程学 [ M] ． 北京 北京 邮 电大 学 出 版 社 ， 2 0 0 4 ． 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 0 6 作者 简介 王 臣 1 9 8 6 一 ， 男 ， 河北保定 人， 主要从事机械加 工制造 、 固控设备 制造 、 钻井液循环 管汇制造 、 钻机联 凋配套 等 工作 ， E - ma i l c a n g l o n g 2 3 g ma i l ． C O 11 1 。