本科畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 3NB—1300 鉆井泥漿泵—— 泵殼的設(shè)計 院 （部）： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期：I目 錄摘 要 IIIABSTRACT.IV1 前 言 - 1 -1.1 課題的背景及研究意義 - 1 -1.2 鉆井泥漿泵的現(xiàn)狀與趨勢分析 - 1 -1.2.1 我國泥漿泵現(xiàn)狀 - 1 -1.2.2 國外泥漿泵現(xiàn)狀 - 2 -1.2.3 鉆井泥漿泵的發(fā)展趨勢 - 2 -1.3 現(xiàn)有研究的不足及本文研究的內(nèi)容 - 4 -2 鉆井泵總 體設(shè)計及主要零部件設(shè)計 - 7 -2.1 鉆井泵基本參數(shù)的確定 - 7 -2.2 鉆井泵的整體振動 - 11 -2.3 鉆機的鉆井泵配置 - 12 -3 鉆井泥漿泵泵殼的總體設(shè)計 -14-3.1 鉆井泵泵殼的總體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 14 -3.2 鉆井泵軸承座部分結(jié)構(gòu) - 15 -3.3 泥漿泵軸承壓蓋部分結(jié)構(gòu) - 16 -3.4 鉆井泵底座部分結(jié)構(gòu) - 17 -3.5 鉆井泵透氣蓋部分結(jié)構(gòu) - 17 -3.6 鉆井泵前板部分結(jié)構(gòu) - 18 -4 三缸泥漿泵的安裝和維護 .- 19 -4.1 安裝泥漿泵及其吸入系統(tǒng)時注意事項 - 19 -4.2 泥漿泵啟動之前的注意事項 - 19 -5 總 結(jié) .- 22 -謝 辭 .- 23 -II參考文獻 .- 24 -III3NB—1300 鉆井泥漿泵——泵殼的設(shè)計摘 要通過對國內(nèi)外泥漿泵現(xiàn)狀的分析，得出鉆井泥漿泵的發(fā)展方向：加大輸入功率、加大沖程長度、降低沖次、加大最大缸套直徑、加大最大泵壓、 。鉆井泵結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鍛焊曲軸、雙保險介桿密封結(jié)構(gòu)等，為了迎接我國泥漿泵行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，使我國的泥漿泵產(chǎn)品能昂首走向國際市場，我們從泥漿泵結(jié)構(gòu)不盡合理，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝的要求出發(fā)，對泥漿泵進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文將對 3NB-1300 鉆井泥漿泵進行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析，重點是對泥漿泵的泵殼進行設(shè)計與計算。通過本文我們首先了解 3NB-1300 鉆井泥漿泵總體結(jié)構(gòu)，確定泥漿泵的基本參數(shù)，然后進一步了解泵殼的各部分結(jié)構(gòu)，最后是鉆井泵的安裝及日常維護。通過了解，得出當(dāng)前結(jié)構(gòu)不合理問題，以泥漿泵泵殼的結(jié)構(gòu)、材料、成型方法為出發(fā)點,根據(jù)泥漿泵的工作原理,經(jīng)對有關(guān)部分進行分析、計算, 對泥漿泵泵殼進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，以滿足現(xiàn)代泥漿泵的鉆井工藝。關(guān)鍵詞：泥漿泵；發(fā)展趨勢；泵殼；安裝與維護； IV3NB-1300 drilling mud pump - pump shell designABSTRACTThrough an analysis of current situation of the domestic and international slush pump, obtain the developing direction of the slush pump of the well drilling: , input power strengthen, strengthen stroke length, reduce, wash time, strengthen most large jar sets of diameter, strengthen most loud pump pigeonhole. The pump structural design of the well drilling adopts and forges and welds the bent axle, dual fail-safe to lie between the sealed structure of the pole etc., in order to meet the challenge that the slush pump trade of our country faces, enable the slush pump products of our country to move towards the international market with one's chin up, we are unreasonable from the structure of the slush pump, the difficult requirement for meeting modern well drilling craft set out, carry on the structural design to the slush pump.This text will carry on detailed structural design and analysis to 3NB-1300 well drilling slush pump, design and calculate the pump shell of the slush pump especially. We understand 3NB-1300 well drilling slush pump ensemble architecture at first, confirm the basic parameter of the slush pump through this text, then further understand the shelly every part of structure of the pump, the end is installation and regular maintenance of a pump of the well drilling. Through understanding, obtain the unreasonable problem of the present structure, regard pump shelly structure, material, shaping method of slush pump as the starting point, according to the operation principle of the slush pump, through analyzing, calculating relevant parts, carry on the structural design to the pump shell of slush pump, in order to meet well drilling craft of the modern slush pump.Key Words: Slush pump; Development trend; Pump shell; Install and safeguard;山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 1 -1 前 言1.1 課題的背景及研究意義泥漿泵是在鉆井過程中，將泥漿加壓后攜帶出井底的巖屑和供給井底動力鉆具的動力，向井底輸送和循環(huán)鉆井液的往復(fù)泵。提高其易損件（泵閥，活塞和缸套）的工作壽命，成為泥漿泵設(shè)計、制造和使用中迫切需要解決的問題。近幾年，為了加快鉆井速度，降低鉆井成本，延長鉆頭使用壽命，國內(nèi)外在泥漿泵的理論和試驗研究、設(shè)計制造和選擇使用等方面做了許多工作，對鉆井泵進行了多次改型換代，各種新型鉆井泵也不斷研制成功。但其基本結(jié)構(gòu)均未擺脫曲柄連桿機構(gòu)的傳統(tǒng)方式，在結(jié)構(gòu)上沒有根本變化，因而現(xiàn)有的鉆井泥漿泵不能完全滿足鉆井作業(yè)的需要，因而必須尋求具有更好工作性能和合理結(jié)構(gòu)的鉆井泵以滿足石油勘探開發(fā)使用的要求。隨著改革開放的深入及中國加入世貿(mào)組織，我國石油鉆井隊伍“充分利用國內(nèi)外兩種資源、兩個市場” ，實施走出去的戰(zhàn)略，進入國際鉆井市場，為了滿足參與國際市場的需要，中石油、中石化都在不斷加大鉆井設(shè)備的投入，同時加快老鉆井機的更新改造和新型輕便鉆井機研制步伐，加之國際市場對鉆井泵的需求增大，使得鉆井泵的供求矛盾更加突出，各類型鉆井泵的缺口每年達(dá) 200 臺左右?，F(xiàn)如今國內(nèi)外鉆井泥漿泵主要存在 5 方面的問題，即，鉆井泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機的要求，制約鉆機的移運性；沖程短，沖次高。鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短；泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要；結(jié)構(gòu)不合理，部分強度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆井機高可靠性要求；缸套壽命短，難以滿足鉆機高效率要求。因此，合理降低泵的沖次，適當(dāng)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(fā)揮了泵的效能，成為今后鉆井泵的設(shè)計方向。1.2 鉆井泥漿泵的現(xiàn)狀與趨勢分析1.2.1 我國泥漿泵現(xiàn)狀國內(nèi)輕便鉆井泥漿泵功率在 956kw 以下，主要配套于 4000 米以下鉆機，因此，輕便鉆井泵的市場前景依從于 4000 米以下鉆機的使用現(xiàn)狀和發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國擁有鉆機 1000 余臺，占世界鉆機總量的 32%，其中，中石油集團公司就擁有 700 余臺，因此，山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 2 -中石油集團公司的鉆機情況基本反映了國內(nèi)鉆機的現(xiàn)狀。在中國石油集團公司擁有的700 余臺鉆機中，4kw 以下的鉆機占總量的 80%。平均新度系數(shù)僅為 0.4，其中，48%的鉆機新度系數(shù)小于 0.3，有 500 臺左右的鉆機服役 10a 以上，與之配套的鉆井泵相應(yīng)也需要更新。我國每年所鉆 4 以下的井?dāng)?shù)為總井?dāng)?shù)的 98.5%，4km 以下的進尺為總進尺的95.2%。1.2.2 國外泥漿泵現(xiàn)狀美國鉆井泵大量采用三缸單作用泵，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)。采用雙列向心球面調(diào)心軸承。十字頭滑動面經(jīng)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。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。俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用 I 型直通式和 L 型，閥箱的吸入閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊，吸入閥采用液力壓緊裝置，不靠螺紋壓緊，壓緊裝置內(nèi)充滿液壓油，其殼體與閥箱螺紋連接。排出閥用冠形螺紋壓蓋壓緊，活塞與缸套間有獨特的水封裝置，噴淋冷卻管有鉸鏈裝置，可以提高可靠性，減少機修時間和使用費用。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造，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款槽人字齒輪，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。十字頭滑動面井表面淬火磨削，總的來說，俄羅斯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(shù)運轉(zhuǎn)速度較小，而且傳動可以調(diào)速，因此，泵的功率發(fā)揮較好。1.2.3 鉆井泥漿泵的發(fā)展趨勢多年來鉆井的實踐證實，只有臥式活塞泵能滿足鉆井工藝要求，鉆井使用的活塞泵傳動功率由 3000kw 到 2000kw，最大排量 8～50L∕s 最小排量下的最高壓力為 9～40Mpa.從排量的均衡性，對不同結(jié)構(gòu)泵的排量不均勻度進行分析，結(jié)果表明，曲柄錯角 120°的三缸泵比其他方曲柄錯角等的多剛泵都有力；三缸以上的泵由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難和易磨損而難以廣泛應(yīng)用。近年相繼開始研制出 5 缸、7 缸斜盤型軸向柱塞泵、雙缸單作山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 3 -用液壓鉆井泵等新型鉆井泵，但由于維修不便及使用壽命等因素限制了其推廣應(yīng)用，所以目前國內(nèi)外鉆井泵的主要形式仍為三缸單作用往復(fù)泵。一、國外鉆井泵基本參數(shù)的發(fā)展：國外鉆井泵基本參數(shù)的發(fā)展方向:加大輸入功率、加大沖程長度、降低沖次、加大最大缸套直徑、加大最大泵壓、加大吸入管和排出管直徑。鉆井泵結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鍛焊曲軸、雙保險介桿密封、 ，雙墻板殼體、雙重潤滑系統(tǒng)、高容量排出空氣包等，同時對提高泵頭疲勞強度和耐腐蝕性能、提高齒輪接觸強度、消除嚙合不良等進行了研究。1.鉆井泵輸入功率過去，美國大多數(shù)公司鉆井泵最大輸人功率均為 1 176.4 kW，只有 Oil Well 公司為 1 250 kW。近年來，由于深井鉆井以及井下動力鉆具鉆井的需要，美國 NSCO 公司、EWCO 公司和加拿大 DRECO 公司研制了 1 470.5 kW 鉆井泵，羅馬尼亞在鉆井泵系列中增加了 1 838.2 kW 鉆井泵。鉆井泵輸人功率向著加大方向發(fā)展。2.鉆井泵沖程長度近年來，鉆井泵的沖程長度向著增加方向發(fā)展，特別是大功率鉆井泵，在降低沖次的條件下，適當(dāng)增加沖程長度是合理的、經(jīng)濟的。美國 EMSCO 公司 F-1000 型三缸泵沖程長度從 235 mm 增大到 254 mm, Oil Well 公司 HD-1400 PT 型三缸泵沖程長度從 254 mm 增大到 305 mm, DIME 公司 1700 T 型三缸泵沖程長度增大到 406.4 mm,3.鉆井泵沖次在三缸泵發(fā)展初期，沖次較高，達(dá)到 175min-1。但是目前的易損件尚不能滿足高沖次的需要，使用壽命較短，只好降低沖次使用。此外，三缸泵在高沖次條件下工作，吸入性能變壞、嚴(yán)重時，直接影響到三缸泵的工作性能，也迫使三缸泵降低沖次使用。所以近年來鉆井泵的沖次向著降低方向發(fā)展。4.鉆井泵最大缸套直徑近年來，鉆井泵最大缸套直徑向著加大方向發(fā)展。美國 NSCO 公司 10-P-130 型三缸泵最大缸套直徑從 158.8 mm 增大到 171.5 mm. EMSC()公司 FB-1300 型和 FB-1600 型三缸泵缸套直徑從 177.8 mm 增大到 190.5 mm, UDCO 公司 PZ-10-1 350 型三缸泵缸套直徑從 158.8 mm 增大到 177.8 mm,5.鉆井泵最大泵壓近年來，鉆井泵的最大泵壓向著加大方向發(fā)展。美國 NSC()公司 12-P-160 型三缸泵最大泵壓從 35.2 MPa 增加到 52.7 MPa 。GDCO 公司三缸泵在額定輸人功率不變的情山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 4 -況下，各種規(guī)格三缸泵的最大泵壓均提高了 15%。6.鉆井泵吸入管直徑和排出管直徑近年來，鉆井泵吸人管直徑和排出管直徑均向著加大方向發(fā)展。綜上所述，鉆井泵基本參數(shù)發(fā)展是:加大輸人功率、加大沖程長度、降低沖次、加大最大缸套直徑、加大最大泵壓、加大吸人管直徑和排出管直徑。二、國外鉆井泵結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展：1.采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸美國 IDECO 公司和加拿大 DRECO 公司鉆井泵均采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸，曲柄和齒輪盤均焊在直軸上，質(zhì)量容易保證。由于整體鑄造曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀奇異、質(zhì)量較大，很難確保鑄件質(zhì)量，容易產(chǎn)生裂紋，降低使用效果，相比之下，采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸較好。此外，在采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸的同時，還加大了曲軸軸肩的圓角半徑以及表面光潔度，既增加了曲軸剛度，又減少了曲軸的應(yīng)力集中，提高了曲軸的疲勞強度。2.鉆井泵殼體采用雙墻板結(jié)構(gòu)三缸泵焊接殼體的剛性遠(yuǎn)不如雙缸泵鑄造殼體剛性好，特別是大功率海洋三缸泵，由于兩臺電動機置于三缸泵殼體上面，殼體的剛性更顯得不足。殼體剛性差不僅會造成齒輪嚙合不良，直接影響齒輪傳動壽命，而且還會造成三缸泵振動和搖晃。為此.加拿大 DREC()公司設(shè)計了雙墻板鉆井泵殼體，采用 25. 4mm 鋼板兩層支撐，比單墻板殼體剛性好得多。1.3 現(xiàn)有研究的不足及本文研究的內(nèi)容根據(jù) 2000 年的統(tǒng)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(nèi)鉆機的現(xiàn)狀，然而國內(nèi)生產(chǎn)鉆井泵的企業(yè)由于各自產(chǎn)品為多年前開發(fā)，結(jié)構(gòu)不盡合理，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝的要求，其缺點主要是:①鉆井泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機的要求，制約鉆機的移運性；②沖程短，沖次高。鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短；③泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要；④結(jié)構(gòu)不合理，部分強度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆井機高可靠性要求；⑤缸套壽命短，難以滿足鉆機高效率要求。鉆井行業(yè)的發(fā)展方向是提高實效、降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、新技術(shù)和新裝備。運用高速、高壓噴射鉆井工藝是這一趨勢的必然選擇。高速由高可靠性的鉆山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 5 -機來保證，高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。鉆井泵要適應(yīng)鉆井工藝技術(shù)，特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、從式定向井、水平井等新工藝新技術(shù)的要求，將進一步向大功率大排量和高泵壓方向推進，其性能水平和使用壽命直接影響鉆井速度和生產(chǎn)成本，同時作為野外重要設(shè)備，工作條件十分惡劣，工況也異常復(fù)雜，對鉆井泵的可靠性和安全性提出越來越高的要求。決定鉆井泵易損件壽命和工作效率的參數(shù)為泵沖次、沖程、排除壓力和吸入壓力。這些參數(shù)與有關(guān)壽命之間的關(guān)系是指數(shù)函數(shù)。實踐表明，鉆井泵 80%的故障是由于缸套活塞組的磨損引起的。本文主要完成 3NB-1300 鉆井泥漿泵—泵殼的設(shè)計。設(shè)計原始參數(shù)為：①泵型：臥式三缸單作用②輸入功率：956 千瓦③齒輪傳動比：I=128/35=3.657④主動軸額定轉(zhuǎn)速：437.77 轉(zhuǎn)/分⑤外形尺寸（長*寬*高）：5050*2406.5*2655總質(zhì)量（包括皮帶輪、予壓空氣包和噴淋系統(tǒng)）：22300Kg；通過與其他一些系列的鉆井泵型號與參數(shù)進行對比，可以得出 3NB—1300 鉆井泵沖程長度長，額定沖次低，最高工作壓力大，外形尺寸大，并且質(zhì)量重。通過對鉆井泵工作原理及工作環(huán)境的了解，可以知道因鉆井泵與泥漿接觸，在工作過程中一直受著強烈的磨粒磨損，使其壽命低，原材料大量消耗，生產(chǎn)設(shè)備時嚴(yán)重浪費，維修費用大量增加，鉆井效率大幅度降低，因此在對泵殼進行設(shè)計時要將這些因素考慮在內(nèi)，泵殼的設(shè)計要利于鉆井泵主要部件的拆卸，潤滑以及維修，合理選用泵殼的材料，既要做到合理的經(jīng)濟性，同時也要滿足一定的使用年限。本次設(shè)計基本要求為：1.了解鉆井泥漿泵的基本構(gòu)成及工作原理，熟悉其設(shè)計、生產(chǎn)的基本知識。2.進行鉆井泥漿泵泵殼的設(shè)計。3.畢業(yè)設(shè)計說明書。4.能獨立進行設(shè)計計算、分析、繪圖、數(shù)據(jù)處理、撰寫技術(shù)報告。5.掌握工程技術(shù)設(shè)計的基本方法，學(xué)會調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻、資料、手冊、工具書等。6. 用 AutoCAD2004 軟件畫出鉆井泵泵殼總裝配圖以及泵殼上一些主要零部件的平面圖，如泵殼底板、擋油板、軸承座、軸承壓蓋、前板、泵殼底座、三孔板等部件的平山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 6 -面圖形。7.進行指定部件設(shè)計，圖紙表達(dá)完整，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 7 -2 鉆井泵總體設(shè)計及主要零部件設(shè)計2.1 鉆井泵基本參數(shù)的確定查閱相關(guān)資料，可以知道泵壓、排量、沖次、沖程長度和活塞桿推力是鉆井泵最重要的參數(shù)。這五個參數(shù)再加上泵壓和排量的乘積—功率，共六個參數(shù)是鉆井泵的基本參數(shù)。1. 排量鉆漿泵的排量取決于鉆井工藝的要求，大多數(shù)情況下，主要是噴射鉆井水力計算的結(jié)果。而鉆井工藝的最低要求是排量應(yīng)滿足最低反速值。最低反訴是指保證巖屑能被攜出地面的最低的鉆井葉子環(huán)形空間上返的速度。令上返速度為 tv則:（2-1）)(420bhrtdQZ????式中 —鉆機中并聯(lián)工作的鉆井泵臺數(shù)。一般，在完井井段 =1，在開鉆井階段0Z 0Z=1～2。0—一臺泵的實際排量。rQ—井眼直徑。hd—鉆桿外徑。b在我國，完井井泵要求的最低返速為 0.8m/s，開鉆井段的最低返速為0.4～0.6m/s，鉆井泵的最大排量應(yīng)滿足開鉆井段的要求，而對應(yīng)于完井井段最低返速的要求。2. 泵壓主要是選定一臺鉆井泵的最高排出壓力，即這臺泵的最高設(shè)計壓力。它取決于以下因素:(1) 鉆井工藝的需要。日前鉆井中一般使用的最高泵壓為 200×105Pa，個別情況下使用 250×105Pa 左右的泵壓。再高的一個鉆井地面壓力是 343×105Pa，目前因鉆桿接頭密封，泵的易損件等還不配套，不能實行，但應(yīng)作為泵具有的儲備能力。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 8 -(2) 液力端密封的耐壓極限。一般產(chǎn)品最高為 343×105Pa 左右，從而按規(guī)定要求液力端的靜水壓試驗壓力是 2×343×105=686×105Pa，新近個別產(chǎn)品有所突破，如美國國民(Notional Supply)公司新推出的 2000hp 的 14-P-20 泵，其液力端耐壓能力為414×10Pa,靜水壓試驗壓力為 2×414=828×105Pa。3. 沖次和沖程長度在選取泵的沖次時，主要考慮以下兩點:泵的吸入性能和易損件(特別是活塞皮碗)的合理壽命。在配有灌注泵，吸入性能有保證的情況下，則主要考慮易損件的壽命。為使活塞和缸套有合理的壽命，必須限制泵的活塞速度，為使閥和閥座有合理的壽命，必須限制泵的最大排量。但對于某一功率等級的三缸泵，不同制造廠的產(chǎn)品的最大缸套尺寸和閥腔尺寸變化范圍不大，故根據(jù)美國近幾年的實踐經(jīng)驗，只要將三缸泵的活塞速度限制在 180ft/min=915m/s，即可保證所有易損件的合理壽命?；钊俣鹊亩x式:（2-2）30ndS??據(jù)此，相應(yīng)于幾種常用沖程 S 的推薦持續(xù)工作沖次 如表 2-1 所示: ?n表2-1對應(yīng)不同沖程長度的推薦沖次沖程S 203（8）216(8) 229(9) 254(10) 305(12)推薦的持續(xù)沖次 ?n`135 127 120 108 90額定沖次 ?160 155 150 140 120n?0.84 0.82 0.8 0.77 0.75泵的額定沖次是指對應(yīng)于泵輸入額定功率時的沖次，用 表示。相對于過去的雙?n缸泵，三缸泵的工作沖次有大幅度的提高，就往復(fù)運動機械的設(shè)計水平而論，應(yīng)該肯定是革命性的進步。但在70年代初，美國各制造廠紛紛推出三缸泵時，一般將額定沖次定得偏高。通過數(shù)年的實踐。認(rèn)為將泵的實際工作沖次控制在如表2-1中的 值為好，因?n此，目前三缸泵的額定沖次 不再是實際常用的沖次;同時.由于商業(yè)上的原因,各制造?n廠也不愿意將表2-1中的定為本廠產(chǎn)品的 。目前在美國。這兩種沖次數(shù)的關(guān)系大致為?n山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 9 -= /(0.75--0.85)，見2-1的第三、四行。對小功率的泵， 的值高些。這意味en0 en0著一般情況下三缸泵的實際輸入功率僅為額定功率的75%-85%。在調(diào)低沖次的同時，應(yīng)注意不能過分地加大沖程長度。雙缸泵的沖程長度為16-20in,為了保持三缸泵休積小、重量輕的特點，三缸泵的沖程長度必須較雙缸泵適當(dāng)拉開距離。近年來，美國有兩家后起的公司，如E- W (Ellis Williams)公司、OIAIE公司推出了S=14～16in的1300～1700hp級三缸泵，但由于它的體積重量過大，而不受歡迎。事實證明，這種倒退是錯誤的。那么，表2-1中的每對S和 對應(yīng)用于額定功率多大的泵上呢?在這方面，各制造?n廠的產(chǎn)品參數(shù)有一定的離散(見本章附錄)。目前較為一致的是N=1180k W這一檔泵，美國的幾家主要制造廠都采用S=12in≈305mm, =120min-1.對N=740kW這一檔泵，以采?n用S=10in≈254mm, =140min-1居多。而N=960kW 泵的S值，有305mm的，也有254 mm的。0n4. 泵的額定功率泵的性能參數(shù)的頭兩項為泵壓和排量。泵壓和排量的乘積為功率。由于功率數(shù)能綜合地反映一臺泵的能力大小，并能告訴使用者應(yīng)為它配置多大的動力，故它往往成為選擇泵時考慮的首要參數(shù)。泵的額定功率值即起這一作用。現(xiàn)公認(rèn)的三缸鉆井泵額定功率N的計算式是：N= （2-3）9.0?Qp式中 －在額定沖次時對應(yīng)于某一尺寸缸套的理論排量；?Q－對應(yīng)于同一尺寸缸套的最高泵壓；p泵的輸入功率(2-4)??'vrbQpN?兩式相除：（2-5）'.0vb當(dāng)泵滿負(fù)荷工作，或接近滿負(fù)荷工作時， 可取 0.88.則因缸徑和泵壓不同而有一?山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 10 -定的變化，一般 =0.96～0.92。若取平均值 =0.94，則由式(2-5)得 N = 1.04Nb,式v??v?(2-3)算得的三缸泵額定功率值和在相同的泵壓，排量條件下泵要求的輸入功率值是很接近的。因而，鉆井泵的額定功率可定義為泵工作于額定沖次時的輸入功率的名義值。由于計算泵輸入功率的式（2-4）中含有效率數(shù)據(jù)，對礦場操作者使用不方便，于是將式（2-3）推廣用于任意泵壓和理論排量時的泵輸入功率的計算，即認(rèn)為，(2-6)9.0?QpNt?在 SY5138-86 中規(guī)定了五個級別的三缸鉆井泵，它們的額定功率為370KW,590KW,740KW,960KW 和 1180KW（它們對應(yīng)的 PS 值分別為 500，800，1000，1300和 1600） 。目前后四種功率已為國內(nèi)所有制造商所接受。在 SY513-86標(biāo)準(zhǔn)中對五個級別三缸泵的某些基木參數(shù)作了規(guī)定，見表2-2。2-2 SY5138-86規(guī)定的若干基本參數(shù)型號 額定功率（KW）/（PS）最高泵壓（ Pa）/kgf/ )5102cm沖程長度 最大排量3NB-370 370(500) 216(220) 196,216 32.53NB-590 590(800) 323(329) 216,235 34.73NB-740 740(1060) 333(339) 235,254 40.03NB-960 960(1300) 343(350) 254,306 40.43NB-1180 1180(1600) 343(350) 306 46.6一般將 N≥590kw 的泵稱為中、大功率鉆井泵。而 N≤590KW 為小功率鉆井泵。美國大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的中、大功率鉆井泵的額定功率系列是 800、1000、1300、1600 和2000hP 。個別制造廠的產(chǎn)品略有偏移，其中油井公司的系列為 850 、 1100 、1400，1700hp 。5. 額定活塞桿推力從活塞桿推力數(shù)值可以看出傳動端所承受的基本載荷，所以，也將活塞桿推力列為泵的基本參數(shù)之一。活塞桿推力 F 的計算式，其最大值就是泵的額定活塞桿推力：=1.06 A (2-7)?F?dp泵的額定功率: 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 11 -（2-9.0'5.' ASnpQpNdsd??8）由以上兩式可得額定活塞桿推力：（2-??SnF??08.199）應(yīng)注意這一計算式是基于活塞與缸套的摩擦力為活塞上介質(zhì)總壓力 6％的假設(shè)。6. 基本參數(shù)的設(shè)計計算程序 (1) 確定泵的額定功率泵的額定功率一般是根據(jù)所設(shè)計的泵用于何種鉆深的鉆機來決定的，泵的額定功率數(shù)應(yīng)符合 SY5138-86 的規(guī)定，見表 2-2。(2) 選定沖程長度和額定沖次(3) 計算額定活塞桿推力。(4) 選定使用的最大、最小缸套，編制工況表鉆井泵的工況表供用戶了解該泵配用的缸套直徑范圍和泵在配用不同缸套和運轉(zhuǎn)在不同沖次時所能達(dá)到的泵壓和理論排量，以及所需的輸入功率等。2.2 鉆井泵的整體振動鉆井泵在井場的安裝情況是，整臺機器明置于井場土壤之上，沒有與機器聯(lián)結(jié)的基礎(chǔ)，也沒有埋入土壤中。討論鉆井泵在土壤地基上的整體振動問題對提高泵本身及其配管、傳動系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和壽命有實際意義。關(guān)于動力機器基礎(chǔ)的設(shè)計理論和方法，目前有兩種理論體系：“質(zhì)量-彈贊-阻尼”體系和“半空間理論”體系。兩種體系的主要區(qū)別在于：前者把地基看成是沒有質(zhì)量的彈簧和僅有土壤粘滯阻尼的阻尼器，后者把地基看成是均質(zhì)各向同性的彈性半無限體（即所謂“彈性半空間” ）,機器（或帶有基礎(chǔ)的機器）在此彈性半無限體的表面振動。 經(jīng)復(fù)雜的推導(dǎo)，最終得出彈性半空間理論的運動方程與“質(zhì)量-彈簧-阻尼”理論的運動方程具有相同的形式： )(lPxkcm??式中 m-機器質(zhì)量，在討論轉(zhuǎn)動運動時，m應(yīng)換成轉(zhuǎn)動慣量I山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 12 -x-機器質(zhì)心沿X軸的位移，即水平位移。式中x也可以是沿其他兩軸的平移。-對應(yīng)于位移的阻尼系數(shù)。c-對應(yīng)于位移的剛度系數(shù)。xk-擾力，為時間的周期性函數(shù)，在討論擺動運動時，此項應(yīng)為擾力矩。)(lP關(guān)于引起鉆井泵振動的擾源，相關(guān)資料中已提及慣性力以及傳動軸上的輸入力矩和拉力。除此之外，液力端排出管中的壓力波動也是一個擾源。為求得運動方程中的擾力及擾力矩，有兩種方法：第一種方法是將泵殼和閥箱分離出來，作用其上的力有兩根軸和三個十字頭時泵殼的作用力，以及閥箱所受的活塞桿力的反力和排出管的壓力波動，由于這些力中己包含了慣性力和輸入軸上的擾力，故在三個方向?qū)υc O 的合力和合力矩，即為引起振動的合擾力和合擾力矩。第二種方法是將泵整體分離。處理慣性力時借助于往復(fù)式壓縮機等設(shè)計中已成熟的結(jié)論：三個缸的往復(fù)運動慣性力和偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)慣性力在 X、Y,Z 方向的合力都等于零，但它們對 x 軸和 y 軸的合力矩不為零，將引起泵的扭轉(zhuǎn)和橫搖，輸入力矩 將引??tM0起泵的俯仰振動，皮帶或鏈條的拉力 ，排出管擾力 除引起水平、鉛垂振動外，??tPb??tPp還將對 y 軸和 z 軸 產(chǎn)生擾動力矩。目前對鉆井泵在地基上的振動問題的研究還剛開始，尚缺乏實測數(shù)據(jù)，還有待于進一步研究。2.3 鉆機的鉆井泵配置在鉆井泵方案設(shè)計階段的設(shè)計任務(wù)書中，往往給出待設(shè)計的泵用于鉆深為多少米的鉆機，或計劃用于哪一地區(qū)的鉆井等要求。設(shè)計者應(yīng)針對這些要求確定待設(shè)計泵的功率和其它參數(shù)。一般認(rèn)為泵功率的選定應(yīng)與鉆井深度相聯(lián)系。井愈深，泥漿流經(jīng)鉆柱內(nèi)的水力損失愈大，同時套管層次也隨之增多，開鉆時需要更大的排量。因此，泵功率應(yīng)隨鉆井深度的增加而增大。從鉆井采的發(fā)展史來看，更大功率的泵也總是因當(dāng)時鉆井深度的增加而設(shè)計生產(chǎn)的。但在推廣噴射鉆井技術(shù)以后，上述觀念有所改變。主要是許多地區(qū)的淺井和中深井井段是軟地層，巖石的水力敏感指數(shù)高，應(yīng)提高井底單位面積水馬力以經(jīng)濟地獲得高鉆井速度。然而，對于深井和超深井，在鉆進下部硬巖時，增加井底水馬力通常山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 13 -是不經(jīng)濟的。因為不同地區(qū)的井對鉆機功能要求的側(cè)重面不同。例如，鉆硬巖層時鉆速低，清洗井底和攜屑所需的水功率就不那么重要，鉆軟地層時，鉆速常受井底清洗效率的限制，因而鉆頭的有效水馬力大小就顯得非常重要。泵的水功率等于泵壓乘實際排量；考慮鉆機的泵配置方案,除了所算得的泵功率之外，還應(yīng)綜合考慮其它以下技術(shù)因素：(1) 單泵鉆進還是雙泵并聯(lián)工作，一般希望單泵鉆進，即一臺泵工作，另一臺泵 待用。這樣可減少因修泵而引起的停鉆；因鉆進大井眼時所需的水功率大大高于鉆進完井井段時所需的水功率，由于鉆表層所需時間較短時，一般應(yīng)使用雙泵，但 6000m 井的技術(shù)套管下得較深，下部地層已較硬，故鉆進時也要考慮用單泵。(2) 鉆機的動力配備和移運性要求。淺井和中深并鉆機的動力配備較少，不能滿足過大的鉆井泵需要的動力。必要時可配單獨驅(qū)動的機泵組，但這又要考慮移運性的要求。(3) 動力機的類型。顯然，柴油機驅(qū)動工況時泵的機械效率可能較低，有必要考慮改用功率較小的泵，(4) 每部鉆機配置泵的臺數(shù)。除 8000m 鉆機外，都以兩臺為宜。因為用一臺鉆井泵沒有后備，而三臺泵管線又復(fù)雜，安裝、維修、移運工作量增大。兩臺鉆井泵又以同一規(guī)格型號為好，可減少備件。對于 8000m 鉆機，因完井周期特別長，可考慮三臺泵，其中一臺單獨驅(qū)動的小功率泵用于完井井段是很適宜的。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 14 -3 鉆井泥漿泵泵殼的總體設(shè)計3.1 鉆井泵泵殼的總體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體部分是各類機器中重要的基礎(chǔ)件之一，它支撐和包容著各種傳動零件，保證其運動和動力進行驅(qū)動和分配，彼此按照一定的傳動關(guān)系進行協(xié)調(diào)的運動，因此必須使眾多的軸、套以及齒輪等零件保持其正確的相互位置關(guān)系，所以，箱體零件加工質(zhì)量的好壞對整臺機器的精度、性能和壽命都有直接的影響。箱體一般用鑄鐵(HT150 或 HT200)鑄造而成，在重型機器中，為了提高剛度和強度，也可用鑄鋼(ZG200-400 或 ZG230-450)鑄造，鑄造箱體質(zhì)量較大，但由于剛性好，易切削，并可得到復(fù)雜的外形，所以應(yīng)用廣泛。在某些單件生產(chǎn)的大型機器中，箱體還可以用鋼板(Q215 或 Q235)焊接而成，由于焊接箱體重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)周期短，因此本次所設(shè)計的鉆井泵采用鋼板（Q235）焊接而成，但由于焊接時易產(chǎn)生熱變形，故要求較高的焊接技術(shù)，并在焊接后進行退火處理。鉆井泵泵殼是用來支撐和固定軸承的組合結(jié)構(gòu)，保證傳動零件正常嚙合、良好潤滑和密封的基礎(chǔ)零件，其結(jié)構(gòu)和受力都比較復(fù)雜，泵殼結(jié)構(gòu)設(shè)計是在保證剛度、強度要求的前提下，同時考慮密封可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，有良好的加工和裝配工藝性，維修及使用方便等方面的要求作經(jīng)驗設(shè)計。鉆井泵的設(shè)計和軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)相互協(xié)調(diào)，配合，交叉進行，鉆井泵泵殼主要加工表面是平面和孔，鉆井泵泵殼在設(shè)計時必須要做到:(1) 便于軸承組和結(jié)構(gòu)的拆裝及操作。(2) 泵殼必須要有足夠的剛度，強度及抗振性能。(3) 有良好的工藝性(4) 應(yīng)保證機械加工的工藝要求，盡可能減少機加工面積和更換道具的次數(shù)，從而提高勞動生產(chǎn)率，減小刀具磨損。(5) 加工泵殼時要保證滿足形位公差要求，主要是兩根軸軸承座孔中心線的平行度，以及它們和缸套孔的垂直度，由于形位公差在加工后很難檢查，所以主要靠機床和工藝裝備來保證。(6) 由于機器工作時總要產(chǎn)生很大的振動并引發(fā)出噪聲，對周圍的人員，設(shè)備,產(chǎn)山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 15 -品質(zhì)量及自然環(huán)境都會帶來危害與污染，因此隔振也是設(shè)計箱體時應(yīng)該同時考慮的問題。查閱相關(guān)資料，目前確定 3NB-1300 鉆井泵泵殼的總體設(shè)計方案，進行運動和動力計算。鉆井泵泵殼結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示：圖 3.1 鉆井泵泵殼的總體結(jié)構(gòu)鉆井泵泵殼歸納起來主要有以下部分組成：即前板部分、側(cè)板部分、軸承座、軸承壓蓋、頂板、底座部分、油盒部分、側(cè)蓋板、油管、油池等幾大部分構(gòu)成。3.2 鉆井泵軸承座部分結(jié)構(gòu)為了保證軸承順利工作，除了正確選擇軸承類型和尺寸外，還應(yīng)正確設(shè)計軸承裝置，軸承裝置的設(shè)計主要是正確解決軸承的安裝、配置、緊固、調(diào)節(jié)、潤滑、密封等問題。軸和安裝軸承的外殼或者軸承座，以及軸承裝置中的其它受力零件必須有足夠的剛性，因為這些零件的變形都要阻滯滾動體的滾動而使軸承提前損壞。外殼及軸承座孔壁均應(yīng)有足夠的厚度，外殼上軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并用加強肋來增強支撐部位的剛性，如果外殼是用輕合金或非金屬制成的，安裝軸承處應(yīng)采用鋼或鑄鐵制的套杯。對于一根軸上兩個支撐的座孔，必須盡可能的保持同心，以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。最好的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把安裝軸承的兩個孔一次鏜出。如在一根山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 16 -軸上裝有不同尺寸的軸承時，外殼上的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，這時可利用襯筒來安裝尺寸較小的軸承，當(dāng)兩個軸承孔分在兩個外殼上時，則應(yīng)把兩個外殼組合在一起進行鏜孔。為保證軸承座的支撐剛度，軸承座孔應(yīng)有一定的壁厚，當(dāng)軸承座孔采用凸緣式軸承壓蓋時，根據(jù)安裝軸承壓蓋螺釘?shù)男枰_定軸承座厚度就可以滿足剛度的要求，使用嵌入式軸承壓蓋的軸承座一般也采用與用凸緣式軸承壓蓋時相同的厚度，為了提高軸承座剛度還應(yīng)設(shè)置加強肋。在安裝軸承座時，必須嚴(yán)格控制軸承蓋的壓緊程度。過緊，軸承徑向游隙減少,運轉(zhuǎn)受熱膨脹后易燒毀而卡死；過松，受變載時必然產(chǎn)生沖擊，相關(guān)的各零件易損壞。軸承座結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3.2 所示：圖 3.2 軸承座結(jié)構(gòu)圖 3.3 泥漿泵軸承壓蓋部分結(jié)構(gòu)軸承壓蓋用來密封軸承室并且固定軸承相對于箱體的位置，并且一般情況下，軸承壓蓋與箱體結(jié)合處裝有調(diào)整墊片，用于軸承間隙的調(diào)整，軸承壓蓋一般多用鑄鐵制造，軸承座安裝完畢之后，要用軸承壓蓋壓緊，并且要嚴(yán)格控制軸承蓋的壓緊程度，過緊，軸承徑向游隙減少，運轉(zhuǎn)受熱膨脹后易燒毀而卡死；過松，受變載時必然產(chǎn)生沖擊，相關(guān)的各零件易損壞。軸承壓蓋結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示：山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 17 -圖 3.3 軸承壓蓋結(jié)構(gòu)圖3. 4 鉆井泵底座部分結(jié)構(gòu)底座工作能力的主要指標(biāo)是剛度 ，其次是強度和抗振性能，當(dāng)同時用作滑道時，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性，此外，對具體的機械，還應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有良好的工藝性，底座設(shè)計成此樣，是為了機器裝配，調(diào)整，操縱，檢修及維護等的方便，最左側(cè)是要安裝泥漿泵的液力端，鉆井泵底座結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3.4 所示：圖 3.4 鉆井泵底座結(jié)構(gòu)圖3.5 鉆井泵透氣蓋部分結(jié)構(gòu)透氣蓋屬于通氣裝置，是用于排泄由于傳動零件運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓縮氣體，使箱體內(nèi)外平衡，它一般安裝在箱體頂部的視孔蓋上，透氣蓋中設(shè)有金屬網(wǎng)，可防止機器停機后灰塵吸入箱體，其尺寸較大，通氣能力較好，鉆井泵透氣蓋結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3.5 所示 ：山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 18 --AA- A-圖 3.5 鉆井泵透氣蓋結(jié)構(gòu)圖3. 6 鉆井泵前板部分結(jié)構(gòu)鉆井泵前板位于鉆井泵泵殼的最前端，液力端與鉆井泵前板用螺釘連接在一起，要求前板具有一定的強度，將前板設(shè)計成此樣，有利于與液力端的連接。前板結(jié)構(gòu)如圖 3.6所示：圖 3.6 鉆井泵前板結(jié)構(gòu)圖山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 19 -4 三缸泥漿泵的安裝和維護4.1 安裝泥漿泵及其吸入系統(tǒng)時注意事項安裝三缸泥漿泵及其吸入系統(tǒng)時應(yīng)注意: 鉆井泵應(yīng)置于混凝土預(yù)制板的水平基礎(chǔ)上。在基礎(chǔ)和泵的底座之間，有時還有金屬的泵房底座或拖撬。因此泵應(yīng)校平，在縱向和橫向的最大尺寸的水平偏差不超過 3mm。否則，可能影響傳動端內(nèi)的潤滑油的流動，造成某些部位潤滑不良。大多數(shù)鉆井泵是皮帶或鏈條驅(qū)動的，為防止皮帶或鏈條的張緊力將泵移動或拉歪，需安置適當(dāng)?shù)捻敆U將泵固定。如果傳動皮帶或鏈條與傳動軸垂直度較差，對軸、軸承和齒輪都將產(chǎn)生附加載荷，因此，安裝時應(yīng)使主動鏈輪（或皮帶輪）與鉆井泵傳動軸上的被動輪在同一平面內(nèi)，主、被動輪在輪軸方向的偏離不超過 2mm 。即使有灌注泵，吸入管也應(yīng)盡可能地短些。中、大功率的三缸泵的吸入管徑選254mm，盡可能取直，不用彎頭。吸入管上的閥門目前均采用碟閥，其開度大，操作方便。吸入管在泥漿罐上的接口中心應(yīng)比罐底高 0.5m 左右，以防止沉砂進入吸入管。不可將接口正對井眼泥漿返回處，否則，還沒有沉淀的巖屑又會被吸入鉆井泵中。應(yīng)盡可能使用電機獨立驅(qū)動的灌注泵，對少數(shù)發(fā)電設(shè)備能力低的井隊，灌注泵由主泵的傳動軸驅(qū)動。這時應(yīng)注意傳動皮帶的速比，使灌注泵在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。當(dāng)泥漿罐位于主泵側(cè)邊時，灌注泵的吸入管較泥漿罐與主泵相對布置的情況為短，較為有利。在灌注泵出口和主泵吸入法蘭間應(yīng)裝沒溢流壓力為 5×105Pa 的安全閥，以防止灌注泵超壓。4.2 泥漿泵啟動之前的注意事項三缸泵在啟動前，應(yīng)檢查吸入及排出管線上的所有閥門是否處于正確的位置，傳動端大油殼中有足夠數(shù)量的潤滑油，并應(yīng)使用硫磷型工業(yè)齒輪油；若泥漿泵已經(jīng)長期不用，則應(yīng)先用手盤車數(shù)圈，使?jié)櫥统錆M各油槽、油路，吸入空氣包和排出空氣包中應(yīng)按規(guī)定壓力充氣。將液缸中灌滿泥漿或水，驅(qū)除空氣后低速啟動，逐漸將泵的沖次提高到要求值，以利于吸入和監(jiān)聽有否異常聲響等。注意應(yīng)提前啟動缸套噴淋泵和灌注泵。初次使用的新泵，在達(dá)到規(guī)定沖次后的 2h 內(nèi)，應(yīng)密切注意潤滑系統(tǒng)的工作和軸承的溫度是否正常。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 20 -由于鉆井泵輸入的是泥漿介質(zhì)，又是在野外工作，認(rèn)真地執(zhí)行保養(yǎng)維修規(guī)則對泵的使用顯得格外重要。三缸泵的保養(yǎng)維護要點如下：為使傳動端中的零件不受損傷，關(guān)鍵在于傳動端油池中有足夠數(shù)最的清潔的潤滑油，并確保潤滑系統(tǒng)工作可靠。潤滑油中的臟物主要自介桿密封處進入；此外，還有少量是傳動端零件磨損或剝落的屑末。由此可見，良好的介桿密封至關(guān)重要。通常，每天都要檢查介桿密封．如有黃油嘴，應(yīng)每天加黃油兩次；即使未發(fā)現(xiàn)零件有明顯的損壞，每副介桿密封圈至多只使用一年。無論介桿密封的設(shè)計如何良好，總會有或多或少的泥漿等侵入動力端。故在十字頭下面的泵殼部分都設(shè)計有一個小油池。受污染的潤滑油先進入小油池，經(jīng)沉淀后，上部潔凈的油再進入大油池。小油池應(yīng)定期清洗（如每周一次） ，若沉淀物積累過多后小油池也就失去了作用。但很多操作者不注意這一點。傳動端一般采用飛濺潤滑和強制潤滑的雙重系統(tǒng)。經(jīng)驗表明，強制潤滑對防止零件的非正常磨損更有效。在大油池中還應(yīng)設(shè)置磁力吸屑器，用以收集金屬磨損物，防止它們隨潤滑油進入對磨零件，造成新的損傷。在每次清洗油池時，也應(yīng)清洗齒輪供油泵、濾清器和磁力吸屑器等潤滑系統(tǒng)組件。液力端維護工作的重點是確?；钊㈤y和其它密封部位完好，及時更換失效的密封圈，防止金屬零件被刺傷。每周應(yīng)檢查閥和活塞一至二次，以觀察磨損程度，螺帽有無松動等。鉆井泵運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意閥箱上的檢查孔有無泥漿泄漏，以判斷閥蓋是否松動或閥蓋密封圈是否失效。各閥檢查后應(yīng)放回原閥座。一般更換新閥體時也應(yīng)更換新閥座。裝新閥座前應(yīng)將閥座和閥座孔仔細(xì)洗凈、擦干。提高易損件的使用壽命也是鉆井泵日常維護工作的一項主要目的。在使用同樣質(zhì)量的易損件的條件下，如能注意吸入系統(tǒng)和泥漿凈化系統(tǒng)的維護工作，可延長易損件的使用壽命。應(yīng)確保吸入系統(tǒng)各法蘭聯(lián)接處密封良好，防止空氣侵入而影響吸入。為此，吸入管線應(yīng)有必要的支承，避免撞擊、人踩等。充足的吸入壓頭也有助于延長易損件的壽命。因此，要充分注意灌注泵的維護工作。灌注泵的軸密封部分允許有每分鐘數(shù)滴液體的泄漏，以延長填料（或密封圈）壽命。經(jīng)驗表明，經(jīng)常通過盤根隔環(huán)向密封部位注水可以清潔填料，大幅度延長其壽命，并能防止空氣進入灌注泵。還應(yīng)注意防止臟物帶入灌注泵軸承的潤滑脂中。應(yīng)保證泥漿凈化系統(tǒng)的工作，至少應(yīng)排除大于 74 m 的砂粒。?山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 21 -還應(yīng)注意橡膠件的貯藏。不要將橡膠制品放在陽光下直射，或存放在溫度較高的泵房或機房中。而應(yīng)妥善存放在溫度較低而干燥的庫房中。一般存貯時間不宜超過半年。各種易損件應(yīng)達(dá)到的平均壽命為：活塞皮碗： 200h （泵壓≥ 180×105 Pa )300h （泵壓＜ 180×105Pa）雙金屬缸套： 600h 閥 膠 皮 ： 400h 閥 體 ： 800h 閥 座 ： 600h 閥蓋密封墊： 600 h每班都應(yīng)檢查排出、吸入空氣包的氣壓是否符合要求?？諝獍鼘Ρ玫墓ぷ髌椒€(wěn)性影響極大。排出空氣包氣壓過低時，泵和排出管的振動就會明顯加劇，吸入空氣包失效后，灌注泵就會很快損壞。排出空氣包的氣壓為泵工作壓力的 1/3。但不得超過60×105Pa。吸入空氣包充氣的表壓為 0.7×105Pa。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 22 -5 總 結(jié)通過自己近四個月的努力，以及老師的精心指導(dǎo)，我們完成了本次畢業(yè)設(shè)計，在本次設(shè)計中，我們通過查閱相關(guān)資料，對鉆井泥漿泵的工作原理有了一定的了解，對鉆井泵的各個組成部分做了系統(tǒng)的設(shè)計，提出并選擇了經(jīng)濟合理的方案。通過本次設(shè)計，取得了階段性的成果和較大的收獲，學(xué)到了一定的知識。1.首先分析當(dāng)前泥漿泵的現(xiàn)狀與分析，得出我國現(xiàn)有泥漿泵研究的不足，以及本文要研究的內(nèi)容，然后進一步介紹泥漿泵的工作原理，并且詳細(xì)介紹了鉆井泵泵殼的相關(guān)內(nèi)容，對鉆井泵泵殼的結(jié)構(gòu)及組成部分，以及所選材料、成型方法等進行了詳細(xì)的敘述。2.對鉆井泵總體結(jié)構(gòu)以及主要零部件進行設(shè)計，確定泥漿泵的基本參數(shù)，鉆井泵的整體震動，及鉆機的鉆井泵配置。3.進行鉆井泵泵殼的總體設(shè)計，主要是鉆井泵泵殼的材料，軸承座部分，軸承壓蓋等等主要零部件的設(shè)計。4.確定鉆井泵的日常維護，以及鉆井泵的安裝與維修。5.使用 AutoCAD2004 繪制鉆井泵泵殼零件圖，如軸承座，軸承壓蓋，主側(cè)板，側(cè)蓋板，三孔板，底座等。本次畢業(yè)設(shè)計雖然取得了階段性成果，但還存在許多不足之處，有待在以后的工作中改進。山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 23 -謝 辭本文是在指導(dǎo)教師湯愛君的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文選題、課題調(diào)研、試驗指導(dǎo)、理論分析到論文撰寫，無不傾注了老師的心血和汗水。在此向所有曾經(jīng)關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友致以誠摯的謝意！在本設(shè)計方案提出、修改、總體設(shè)計的整個過程中，自始至終都得到了湯老師的精心指導(dǎo)。湯老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、高度的責(zé)任感給我留下了深深的印象，并將使我銘記終生。在此我謹(jǐn)向湯老師致以最衷心的感謝！設(shè)計不僅是一個將以前所學(xué)知識進行系統(tǒng)綜合的過程，更是一個自我考驗的過程。在此次設(shè)計中，老師的悉心指導(dǎo)不僅使我們學(xué)習(xí)到的理論知識更好的應(yīng)用到實踐中去，更重要的是讓我們同時學(xué)習(xí)到新的知識，使我的實踐、動手能力有了很大的提高。在論文的整個完成過程中，整個小組的所有同學(xué)給予了我無私的幫助和熱情的鼓舞，在設(shè)計過程中，我們對設(shè)計進行了激烈的討論，這是一個相互學(xué)習(xí)和交流的過程。正是在他們的幫助下，才使我順利的將課題完成，在此表示衷心的感謝他們在論文完成過程中對我給予的幫助和配合！也向所有關(guān)心、支持我的同學(xué)表示感謝！山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書- 24 -參考文獻[1] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M ]. 北京:高等教育出版社,2006.[2] 王旭，王積森. 機械設(shè)計課程設(shè)計 [M ]. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.[3] 劉勇勤，張愛民，楊法任. 國內(nèi)外小型泥漿泵的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [M ]. 河南:南陽堿礦機械廠設(shè)計研究所，473006.[4] 焦清朝，趙新敏，劉勇勤，張愛民. 國內(nèi)外輕便泥漿泵的現(xiàn)狀與發(fā)展 [M ]. 河南:南陽石油機械廠，473006[5] 任家隆. 機械制造基礎(chǔ)[M ]. 北京:高等教育出版社，2006[6] 劉永田.畫法幾何及機械制圖[M ]. 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