对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析.pdf

２０１５年第４４卷第９期第３１页石油矿场机械犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０１５，４４（９）３１  ３５文章编号１００１  ３４８２（２０１５）０９  ００３１  ０５对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析王大庆，李华，姚进，余德平（四川大学制造科学与工程学院，成都６１００６５）摘要合理降低钻井泵冲次可以提高钻井泵内活塞、活塞皮碗、缸套、泵阀等易损件的工作寿命，提高钻井泵可靠性，从而缩减钻井泵停车检修时间，提升钻井泵作业效率。提出了一种对置活塞结构泵，介绍了其结构及工作原理。与传统活塞钻井泵相比，在相同钻进作业流量需求场合，对置活塞泵冲次可以大大降低，理论上可减小５０％；通过动力学分析软件的运动学仿真分析得出，对置活塞泵活塞速度幅值变化量减小５０％，速度曲线波动程度减弱；加速度幅值变化量减小７５％，加速度曲线波动程度减弱。在相同流量需求场合，对置活塞泵冲次更低，运转更加平稳。关键词钻井泵；冲次；易损件；寿命中图分类号ＴＥ９２６文献标识码Ａ犱狅犻１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１  ３４８２．２０１５．０９．００８犕犲犮犺犪狀犻狊犿犘狉犻狀犮犻狆犾犲犪狀犱犓犻狀犲犿犪狋犻犮犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犗狆狆狅狊犲犱犘犻狊狋狅狀犇狉犻犾犾犻狀犵犘狌犿狆ＷＡＮＧＤａｑｉｎｇ，ＬＩＨｕａ，ＹＡＯＪｉｎ，ＹＵＤｅｐｉｎｇ（犛犮犺狅狅犾狅犳犕犪狀狌犳犪犮狋狌狉犻狀犵犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛犻犮犺狌犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犲狀犵犱狌６１００６５，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｒｅａｓｏｎａｂｌｙ，ｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｑｕｉｃｋ  ｗｅａｒｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｓｕｃｈａｓｔｈｅｐｉｓｔｏｎ，ｔｈｅｐｉｓｔｏｎｓｅａｌ，ｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｌｉｎｅｒａｎｄｔｈｅｐｕｍｐｖａｌｖｅｃａｎｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｕｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｕｓｔｈｅｔｉｍｅｓｐｅｎｔｉｎｒｅｐａｉｒｗｏｒｋｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｕｍｐｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃａｎｂｅｉｍ  ｐｒｏｖｅｄ．Ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙｉｓａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｔｒｅｎｄｆｏｒｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ａｎｅｗｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｗｉｔｈｔｈｅｏｐｐｏｓｅｄｐｉｓｔｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｏｐｅｒａ  ｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｏｐｐｏｓｅｄｐｉｓｔｏｎｐｕｍｐ（ＯＰＰ）ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｆｌｏｗｒａｔｅｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅＯＰＰｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｈａｌｆｃｏｍ  ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ．ＴｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｒｅｄｕｃｅｄｂｙ５０％，ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ，ａｎｄｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｒｅｄｕｃｅｄｂｙ７５％，ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｆｌｕｃｔｕａ  ｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｆｌｏｗｒａｔｅｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅＯＰＰｗｏｒｋｓｍｏｒｅｓｍｏｏｔｈｌｙｗｉｔｈｌｏｗｅｒｐｕｍｐｓｐｅｅｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．犓犲狔狑狅狉犱狊ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ；ｐｕｍｐｓｐｅｅｄ；ｑｕｉｃｋ  ｗｅａｒｐａｒｔｓ；ｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ在使用旋转钻井法钻井作业中，钻井泵用于输送钻井液，使其循环流动于钻井作业的整个工作过程，以达到携带钻井岩屑、防止井壁坍塌、平衡压力、冷却钻头、处理井下复杂情况等目的［１］。国内外主流的钻井泵是２０世纪７０年代开始使用的三缸单作用活塞泵，其性能水平和使用寿命与钻井速率、生产  收稿日期２０１５  ０３  ０５作者简介王大庆（１９９２ ），男，黑龙江青冈人，硕士研究生，主要研究方向为机械设计，Ｅ  ｍａｉｌｗａｎｇｄａｑｉｎｇ３１８＠１６３．ｃｏｍ。成本有着直接关系。随着井深的增加和高压喷射钻井等工艺的发展，对钻井泵工作的可靠性要求越来越高［２］，提高其易损件（泵阀、活塞和缸套）的工作寿命，成为钻井泵设计、制造和使用中迫切需要解决的问题［３  ５］。众多学者已对钻井泵活塞、活塞皮碗、缸套、泵阀等关键易损件的工作磨损、失效形式进行了大量的分析，并得出了提升钻井泵易损件工作寿命的相关途径。这些方法分为２个方面１）优化曲轴等动力端结构，使钻井泵运转更加平稳［６］。２）优化活塞皮碗、缸套、泵阀等易损件结构，选用更加合适的材料，配合先进加工工艺以提升易损件耐磨性能［７  ８］。钻井泵泵阀工作时所受冲击的大小、活塞与缸套间的磨损程度，与钻井泵冲次的大小直接相关。通过降低钻井泵冲次可以有效降低泵内各往复运动件、泵阀和活塞的运动速度，降低泵阀、活塞、活塞皮碗、缸套等易损件的磨损程度，从而延长这些易损件的工作寿命，提高钻井泵工作的可靠性。基于降低冲次提升钻井泵易损件使用寿命的思路，提出一种对置活塞结构钻井泵；与传统钻井泵相比，在相同流量需求的场合下，理论上对置活塞钻井泵冲次可以降低一半，易损件的磨损程度降低，延长了使用寿命，钻井泵运转更加平稳，可靠性增加。１钻井泵冲次目前，三缸钻井泵以中、大功率为主，一些大功率钻井泵冲次参数如表１［８］。为满足钻井作业的大功率、大排量的需求，钻井泵的冲次较高；大功率钻井泵的额定冲次一般在１００ｍｉｎ－１左右。较高的泵冲次使钻井泵内关键磨损部件（泵阀、活塞及其密封件、活塞杆、缸套等）易损坏；影响最大的是泵阀，较高的冲次使阀运动的速度以及阀质量所引起的惯性力增加，阀工作时容易产生冲击，阀工作表面以及密封圈在冲击载荷下遭受破坏，寿命降低［９］。钻井泵的冲次影响活塞在缸套内的运动速度、活塞皮碗受力变形次数和摩擦温度。现场使用表明，在泵压及泥浆性能相同的情况下，相同尺寸的活塞，冲次高的比冲次低的寿命要短［１０］。当冲次降低后，活塞往复运动的速度减慢，活塞与缸套间的摩擦功耗减小，从而延长了活塞密封的工作寿命，也提高了缸套的工作寿命。另外，冲次降低后，惯性损失减少，泵不易产生“ 水击” 现象，惯性力减弱，将会提高泵动力端齿轮、轴承等零部件的工作寿命。在满足钻井过程排量需求的条件下，合理降低泵的冲次已成为今后钻井泵设计的发展方向［１１］。对置活塞泵与传统活塞钻井泵相比，在满足排量要求的前提下，冲次降低。表１国内外主要厂家大功率钻井泵冲次参数参数美国ＮＯＶ公司１４  Ｐ  ２２０型美国Ｅｍｓｃｏ公司ＦＧ  ２２００型美国ＩＤＥＣＯ公司Ｔ  ２２００型加拿大ＤＲＥＣＯ公司１２Ｔ２０００型中国ＢＯＭＣＯ公司Ｆ  ２２００ＨＬ型额定功率／ｋＷ１６４２１６２８１６４１１４７０１６４０额定冲次／ｍｉｎ－１１０５１００９５１２０１０５２对置活塞泵结构与工作原理２．１对置活塞泵工作原理图１为传统钻井泵单缸机构简图。曲拐的旋转运动通过连杆转换为十字头往复运动，进而通过活塞拉杆带动活塞进行吸、排往复运动。图２为对置活塞泵机构简图。驱动端由一对曲拐成１８０对置组成，分别为内曲拐和外曲拐；液缸内左、右对置两个活塞，分别为内活塞和外活塞；进、排液口设在液缸体中部。内曲拐通过内连杆、十字头和活塞拉杆的传动驱动内活塞做往复运动，外曲拐通过外连杆、十字头和活塞拉杆的传动驱动外活塞做往复运动。在对置曲拐一个旋转周期内，曲拐转角在０～１８０时，内、外活塞相互远离，共同进行吸液过程；曲拐转角在１８０～３６０时，内、外活塞相互靠近，共同进行排液过程。图３为对置活塞三缸泵工作原理简图，与传统三缸泵类似，相邻两缸曲拐间相位交错１２０；高速电机通过带传动、齿轮传动将动力转矩输入给泵曲轴，带动３个液缸同时工作。图１传统钻井泵单缸机构２３石油矿场机械２０１５年９月  图２对置活塞钻井泵单缸机构图３对置活塞三缸泵工作原理２．２对置活塞泵流量计算由往复泵设计理论，往复泵流量犙（ｍｍ３／ｓ）计算公式为犙＝犃狊狀狕６０（１＋犓） ηＶ＝犇２狊狀狕２４０ π（１＋犓） ηＶ（１）式中犃为活塞面积，ｍｍ２，犃＝ π ４犇２；犇为活塞直径，ｍｍ；狊为活塞行程长度，ｍｍ；狀为钻井泵冲次，ｍｉｎ－１；狕为泵的联数（活塞数）；犓为活塞杆尺寸对缸腔面积影响系数（对于单作用泵犓＝０）； ηｖ为泵的容积效率。２．２．１传统三缸钻井泵流量犙１泵的联数狕＝３，系数犓＝０，犙１为犙１＝犇２狊狀狕２４０ π（１＋犓） ηＶ＝犇２狊狀８０ π ηＶ（２）２．２．２对置活塞三缸钻井泵流量犙２对置活塞结构三缸单作用往复泵工作时，３个泵缸的内、外活塞同时参与工作，泵的联数狕＝６，系数犓＝０，犙２为犙２＝犇２狊狀狕２４０ π（１＋犓） ηＶ＝犇２狊狀４０ π ηＶ（３）２．３对置活塞泵优势及特点由式（２）～（３）可知，在其余参数取值相同的情况下，对置活塞往复泵的流量为传统三缸泵的２倍；在要求流量大小的场合，其余参数取值不变，对置活塞往复泵的活塞冲次大幅降低，理论上为传统三缸钻井泵的５０％。基于以上分析，采用对置活塞结构的钻井往复泵，在保证流量要求的条件下，活塞的冲次得以大幅降低，在相同时间内，对置活塞钻井泵泵阀、活塞等运转零件和受压部件的应力循环次数减少，活塞皮碗、缸套等磨损件的磨损程度减弱，泵内易损件工作寿命得到延长。３泵冲次对活塞速度及加速度的影响曲柄泵传动示意如图４所示。图４曲柄泵运动学简化模型活塞位移狓（以远离曲柄旋转中心为正）为狓＝狉（ｃｏｓ φ－１）＋犾（１－λ ２ｓｉｎ２ φ－１槡）（４）式中 φ为曲柄转角，逆时针为正，狓＝０时， φ＝０；狉为曲柄半径；犾为连杆长度；λ为连杆比，λ＝狉犾。活塞速度狌为狌＝ｄ狓ｄ狋＝－狉 ω （ｓｉｎ φ＋ λ ２ｓｉｎ２ φ １－λ ２ｓｉｎ２槡 φ ）（５）当狉犾时，λ≈ ０，则１－λ ２ｓｉｎ２槡 φ≈ １，１－λ ２ｓｉｎ２槡 φ≈１，活塞速度狌可近似表示为狌＝－狉 ω （ｓｉｎ φ＋λ ２ｓｉｎ２ φ）＝－狀π狉３０（ｓｉｎ φ＋λ ２ｓｉｎ２ φ）（６）式中狀为曲轴转速；ω为曲柄角速度，ｄ φ ｄ狋＝狀π ３０。活塞加速度犪为犪＝ｄ狌ｄ狋＝－ π ２狀２狉９００（ｃｏｓ φ＋λ ｃｏｓ２ φ）（７）由式（６）～（７）可知，活塞速度狌与曲轴转速狀成正比；活塞加速度犪与曲轴转速狀２成正比。由此可得，泵冲次的改变对泵的各运转部件的速度及加速度的变化有着直接的影响。４运动学仿真分析４．１基于犃犇犃犕犛的模型以某钻井泵的为研究对象，在ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ中分别建立传统钻井泵与对置活塞泵单缸模型，如图５～６所示。技术参数理论流量犙＝３．３１０７ｍｍ３／ｓ；最大设计泵压狆＝５２．３ＭＰａ；活塞直径犇＝１５０ｍｍ；活３３第４４卷第９期王大庆，等对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析  塞冲程狊＝３５６ｍｍ；额定冲次狀＝１０５ｍｉｎ－１。图５传统钻井泵单缸模型图６对置活塞钻井泵单缸模型４．２运动学仿真４．２．１传统钻井泵单缸运动仿真设泵容积效率η 犞＝１，泵冲次狀１＝８０犙１ π犇２狊 ηｖ＝１０５ｍｉｎ－１，则曲轴平均转角速度ω １＝３６０狀１＝７ π ２／ｓ，旋转周期为犜１＝３６０ ω１＝４７ｓ。定义仿真时间为１６７ｓ，仿真步数为２０００步，进行仿真，测量活塞运动过程中的速度及加速度，得到活塞速度时间曲线狌１ 狋和加速度时间曲线犪１ 狋，如图７～８所示。４．２．２对置活塞泵单缸运动仿真设泵容积效率η 犞＝１，对置活塞泵冲次狀２＝４０犙２ π犇２狊 ηｖ＝５２．５ｍｉｎ－１，则曲轴平均转角速度 ω２＝３６０狀２＝７ π ４／ｓ，旋转周期为犜２＝３６０ ω２＝８７ｓ，定义仿真时间为３２７ｓ，定义仿真步数为２０００步。进行仿真，以内活塞为例，测量其运动过程中的速度及加速度，得到内活塞速度时间曲线狌２ 狋和加速度时间曲线犪２ 狋，如图７～８所示。４．３运动仿真结果讨论对比图７中狌１、狌２数据，狌２幅值变化量约为狌１幅值变化量的５０％，减小了５０％；对比图８中犪１、犪２数据，犪２幅值变化量约为犪１幅值变化量的２５％，减小了７５％，与理论分析一致。因ω １＝２ω２，狋１＝０．５狋２，在相同时间内狌２波动程度相对于狌１明显减弱，犪２波动程度相对于犪１明显减弱。图７活塞速度－时间曲线图８活塞加速度－时间曲线５结论１）钻井泵设计参数相同时，对置活塞泵的流量为传统三缸钻井泵的２倍。２）在同流量大小要求的场合，相比于传统三缸钻井泵，对置活塞泵的工作冲次可减小５０％，活塞速度幅值变化量减小５０％，速度波动程度减弱；加速度幅值变化量减小７５％，加速度波动程度减弱。３）在同流量大小要求的场合，相比于传统三缸钻井泵，在相同工况，同一时间内，对置活塞钻井泵泵阀、活塞等运转零件和受压部件的应力循环次数将会减少，活塞皮碗、缸套等磨损件的磨损程度将会减弱，对置活塞泵运转更加平稳，泵内易损件的工作寿命得到延长，钻井泵可靠性提高。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，１９９０．［２］钟青，黄本生．７ＮＢ直轴柱塞式泥浆泵运动学分析［Ｊ］．西南石油学院学报，２００１（６）７１  ７２．［３］余青华，刘宝秋，刘英吉．基于Ｐｒｏ／Ｅ的钻井泵曲轴结构优化［Ｊ］．石油矿场机械，２０１２，４１（４）７６  ７９．４３石油矿场机械２０１５年９月  ２０１５年第４４卷第９期第３５页石油矿场机械犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０１５，４４（９）３５  ３７文章编号１００１  ３４８２（２０１５）０９  ００３５  ０３顶部驱动钻井装置中旋转头设计解文芳１，陈悦军１，胡海明１，张铠１，张磊１，方力平１，毕群泗１，张学婧２（１．甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，兰州７３００７０；２．大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆８１６３３１８）摘要现有的顶部驱动装置中的旋转头主要有单负荷通道和双负荷通道２种传递形式。分析了２种结构形式的优缺点，采用回转支承和芯轴结构，设计了新的旋转头，具有单负荷通道的简单结构，又延续了双负荷通道的传递形式，能有效延长了主轴的使用寿命。关键词顶部驱动装置；旋转头；回转支承；芯轴中图分类号ＴＥ９２２文献标识码Ｂ犱狅犻１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１  ３４８２．２０１５．０９．００９犇犲狊犻犵狀犳狅狉犚狅狋犪狋犻狀犵犎犲犪犱狅犳犜狅狆犇狉犻狏犲犇狉犻犾犾犻狀犵犛狔狊狋犲犿ＸＩＥＷｅｎｆａｎｇ１，ＣＨＥＮＹｕｅｊｕｎ１，ＨＵＨａｉｍｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＫａｉ１，ＺＨＡＮＧＬｅｉ１，ＦＡＮＧＬｉｐｉｎｇ１，ＢＩＱｕｎｓｉ１，ＺＨＡＮＧＸｕｅｊｉｎｇ２（１．犔犪狀狆犲犮犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊犔犻犿犻狋犲犱，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；２．犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌犲，犇犪狇犻狀犵犗犻犾犳犻犲犾犱犆狅犿狆犪狀狔犔狋犱．，犇犪狇犻狀犵１６３３１８，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｄｓｏｆｔｏｐｄｒｉｖｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｉｎｇｌｅｌｏａｄｐａｔｈｔｙｐｅａｎｄｄｕａｌｌｏａｄｐａｔｈｔｙｐｅ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｄ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｄｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｓｌｅｗｉｎｇｂｅａｒｉｎｇａｎｄｍａｎｄｒｅｌ．Ｔｈｅｎｅｗｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｄｕｓｅｄｄｕａｌｌｏａｄｐａｔｈｂｕｔｐｏｓｓｅｓｓｅｄｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｈａｆｔｏｆｔｈｅｔｏｐｄｒｉｖｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊ｔｏｐｄｒｉｖｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｄ；ｓｌｅｗｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ；ｍａｎｄｒｅｌ顶部驱动钻井装置是美国、法国、挪威等国近２０年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进、循环钻井液、接立柱、上卸扣和倒划眼等多种钻井作业，显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品，是当前钻井设备自动化发展阶段的突出成果之一［１  ３］。目前，海洋钻井平台全部装备了顶驱，陆地石油钻机也越来越多地装备了顶驱。顶驱主轴是顶驱的核心部件，檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪旋转头的优化设计能有效延长主轴［４］刘一杰．Ｐ  ２２００型高压泥浆泵阀座有限元分析与工艺优化［Ｊ］．石油矿场机械，２０１４，４３（１）３４  ３７．［５］刘红芳，曾兴昌，罗元清，等．钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析［Ｊ］．石油矿场机械，２０１４，４３（１１）４８  ５１．［６］王红阁，杨师斌．泥浆泵活塞的失效分析及改进措施［Ｊ］．煤矿机械，２００８（５）１５５  １５７．［７］王学佳，王荣业，邹旭东，等．表面工程技术在钻井泵缸套中的应用分析［Ｊ］．石油矿场机械，２００５，３４（４）８６  ８８．［８］曾兴昌，宋志刚，黄悦华，等．大功率钻井泵发展现状与应用［Ｊ］．石油矿场机械，２０１４，４３（９）５６  ５９．［９］付云霞．往复泵泵阀的失效分析与结构参数优化研究［Ｄ］．黑龙江大庆大庆石油学院，２００３．［１０］刘洪宾，周锡容，彭胜商．钻井泵活塞的功能及使用寿命［Ｊ］．石油机械，１９８７（７）４４  ４８．［１１］焦清朝，刘永勤，齐然，等．国内外轻便泥浆泵的现状与发展趋势［Ｊ］．石油矿场机械，２００４（Ｓ１）２８  ３１．  收稿日期２０１５  ０３  １５作者简介解文芳（１９８２ ），女，河北衡水人，工程师，主要从事陆地、海洋钻机的研发。

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关键词：: 活塞钻井泵机构原理运动学分析技术规范石油化工 20201125173834066140 石油开采石油冶炼煤层气开采地质勘探采矿技术石油化工文库，行业标准法律法规培训课件案例分析规程措施技术规范煤矿论文考试题库技术方案技术标书施工组织技术总结安全管理通知公告设计图纸实用文档图书资料文档下载在线阅读视频课程培训视频

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