3NB-1300鉆井泥漿泵——液力端系統(tǒng)的設(shè)計,學 生： 指導教師： 班 級：,內(nèi)容,一、課題背景及研究意義二、鉆井泥漿泵的工作原理及液力端作用三、液力端的設(shè)計四、液力端易損件的設(shè)計分析五、總結(jié),一、課題背景及研究意義,隨著改革開放的深入及中國加入世界貿(mào)易組織（WTO），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，同時加快了老鉆機的更新改造和新型輕便鉆機的研制步伐，加之國際市場對鉆井泵的需求量增大，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200臺左右。隨著新鉆井工藝的應用和發(fā)展，要求開發(fā)具有更高更好性能的新型鉆井泵。因此該項目具有良好的市場前景。并且隨著越來越多的國產(chǎn)設(shè)備步入國際市場，也會極大地提高我國石油裝備制造企業(yè)的國際聲譽，創(chuàng)造出更多的商機。目前鉆井泵主要的特點有：(1）排量和功率大。(2）鉆井泵持續(xù)工作于野外，并經(jīng)常移運。 (3）泵送的介質(zhì)是泥漿，其中含有堿、酸、硫化氫等腐蝕成分和細小的巖屑。因此，鉆井泵液力端的零件在工作時經(jīng)受介質(zhì)的腐蝕，磨礪和沖蝕。,（4）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。（5)泵壓低，不能完全滿足鉆井工藝的需要。(6)缸套壽命短，難以滿足鉆機高效率要求。因此為了避免上述不足之處，對鉆井泵液力端設(shè)計具有重要的意義，尤其為了提高液力端的壽命，對液力端易損件的設(shè)計會變的更為重要。,,,二、鉆井泥漿泵的工作原理及液力端作用,在進行液力端系統(tǒng)設(shè)計前，應了解鉆井泥漿泵的工作原理，鉆井泥漿泵屬于往復容積式泵，其工作機構(gòu)簡圖如下:,,三、液力端的設(shè)計,,鉆井泵的液力端是由缸蓋、凡爾體、拉桿、活塞、缸套與閥箱等組成。這些部位全是與含泥砂而且?guī)в懈g性的泥漿接觸并且承受著高泵壓所造成的液力負荷。,,缸套結(jié)構(gòu),缸套設(shè)計一般采用雙金屬缸套，內(nèi)套用高鉻鑄鐵，外套用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理獲得回火索氏體組織，具有較好的綜合性能。,,活塞結(jié)構(gòu),活塞主要有兩大類，即整體式活塞和組裝式活塞。整體式活塞的皮碗硫化在鑄鐵的活塞芯子上，皮碗和芯成一整體，又稱硫化活塞。更換活塞時，皮碗和芯子一起換掉。整體式活塞如下圖所示,由于活塞容易磨損，壽命很短，因此又發(fā)展了單獨更換皮碗、鋼芯可重復使用的組裝式活塞。組裝式活塞的皮碗套在鋼芯上，靠壓板和卡簧固定。結(jié)構(gòu)如下圖所示,,缸蓋,缸蓋的作用是封住液缸、壓緊缸套及調(diào)節(jié)缸套盤根的松緊，使其保持良好的密封狀態(tài)，以保證鉆井泵的正常工作。缸蓋承受全部的液力負荷。,,拉桿,拉桿一端與中間拉桿相連，一端與活塞相接，通過拉桿把動力傳給活塞。拉桿與活塞的配合：拉桿的一端靠錐度與活塞相配合，而實現(xiàn)密封。因此對拉桿錐度要進行精密加工，以保證錐度配合有較大的接合面（要大于70%）。錐面上只要有很少一點銹，潤滑液或泥漿都會妨礙配合。,,凡爾體結(jié)構(gòu),鉆井泵全部采用的是錐形盤狀凡爾體，液體沿凡爾體的外緣流動，它的密封是靠凡爾體上的凡爾膠皮合金書面語凡爾座的金屬接觸實現(xiàn)的。凡爾膠皮突出干凡爾體的金屬部分，因此，凡爾膠皮除了起密封作用外，還對凡爾關(guān)閉起緩沖作用。凡爾彈簧的主要作用是保證凡爾及時關(guān)閉。為了使凡爾體平穩(wěn)準確地座落在凡爾座上，凡爾還配備有導向裝置。,,閥箱,閥箱是三缸泵液力端的主體零件，外表呈方形。直通式液力端有三塊閥箱，而L形有六塊閥箱，閥箱可視為開有交叉內(nèi)孔的厚壁高壓容器，閥箱內(nèi)安裝吸入和排出閥的部位稱為閥腔。,,四、液力端易損件設(shè)計分析,液力端的易損件主要有活塞和缸套，磨損的原因主要是鉆井泵運行時，缸套內(nèi)壁與活塞外圓材料會產(chǎn)生磨粒磨損、粘著磨損，磨粒磨損是其主要磨損形式。 1.缸套結(jié)構(gòu)設(shè)計采用雙金屬缸套的優(yōu)點是抗腐蝕性，抗研磨性，很好的磨合性及工作表面的高光滑度。缸套采用雙金屬制作，外套用45鋼，其內(nèi)層為高鉻白口合金鑄鐵，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理獲得回火索氏體組織，具有較好的綜合性能。 2.活塞因為活塞壽命很短，所以在結(jié)構(gòu)上采用單獨更換皮碗、鋼芯可重復使用的組裝式活塞。組裝式活塞的皮碗套在鋼芯上，靠壓板和卡簧來固定。,,五、總結(jié),1.分析了鉆井泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)狀以及液力端系統(tǒng)的研究意義 2.理解了鉆井泥漿泵的工作原理及液力端作用，并對液力端各部件進行了設(shè)計，具體設(shè)計了缸套、活塞、拉桿、凡爾體、缸蓋、閥箱等零件 3.對液力端易損件做了一定的設(shè)計分析 4.完成了3NB-1300鉆井泥漿泵的液力端系統(tǒng)的二維平面圖繪制，并對相關(guān)零件進行了三維造型,衷心地感謝各位老師！希望老師多提寶貴的意見！,,