新型鉆井泵擋泥盤安裝結構分析

周恕毅，向 鵬，張芳芳，唐 林，陳宗強，弋大浪，程 建

（1.四川宏華石油設備有限公司 成都研發部，成都610036；2.中石化西南局 川西采氣廠，四川 德陽618000）＊

鉆井泵主要由動力端和液力端2大部分組成。動力端為曲柄連桿機構，通過中間拉桿傳遞到液力端，實現將機械能轉化為水功能，即把低壓泥漿轉化為高壓泥漿，滿足鉆井作業的需要［1］。鉆井泵工作過程中，必須保證動力端的曲柄連桿機構具有良好的潤滑條件，如果潤滑油被污染，將影響動力端運動件的壽命。鉆井泵運轉時中間拉桿作往復運動，液力端的泥漿容易沿中間拉桿進入動力端，泥漿中含有固體顆粒，有時還含有高硬度的石英砂等，這對動力端內的各摩擦副是致命的。同時，動力端的潤滑油也容易沿中間拉桿泄露，因此中間拉桿的密封效果將直接影響到整臺鉆井泵的正常工作。鉆井泵結構如圖1所示。

圖1 鉆井泵結構

1 傳統擋泥盤安裝結構［2－3］

傳統的鉆井泵擋泥盤是采用配作的方法，即在鉆井泵機架焊接前便在機架安裝擋泥盤的橫墻板上加工好安裝擋泥盤的螺紋孔及定位銷孔。加工擋泥盤時，首先將擋泥盤安裝在機架上，然后加工擋泥盤上用于安裝填料盒的內孔。傳統擋泥盤安裝結構如圖2所示。

這樣的加工處理方法有以下3方面的缺點：

1） 安裝擋泥盤的螺紋孔和銷孔是在機架焊接之前加工好的，機架焊接后需進行退火處理，退火處理會引起螺紋孔和銷孔變形。

2） 擋泥盤是用螺栓和圓柱銷安裝到機架橫墻板上后再鏜擋泥盤中心孔，屬于配做，故擋泥盤不具有互換性，一旦擋泥盤損壞，在現場將無法找到合適的擋泥盤更換。

3） 由于擋泥盤中心孔尺寸小，故無法利用鏜鉆井泵機架滑道孔、液力端安裝孔的專用鏜孔夾具加工擋泥盤中心孔，擋泥盤中心孔的加工需在鏜床上重新裝夾并加工。因此，擋泥盤中心孔與機架滑道孔、液力端安裝孔的同軸度很難保證，造成填料盒安裝到擋泥盤上后，填料盒內的密封件與中間拉桿偏磨，降低填料盒內密封件的壽命，造成漏油；同時，擋泥盤中心孔不能與機架滑道孔、液力端安裝孔用1套鏜孔夾具加工，這樣既浪費擋泥盤中心孔的加工時間，又占用精度高的大型鏜床，經濟性不高。

圖2 傳統擋泥盤安裝結構

2 新型擋泥盤安裝結構［2－3］

新型擋泥盤安裝結構中，機架上安裝擋泥盤的螺紋孔及銷孔不再是機架焊接前便加工好。新結構中，擋泥盤內孔不再是安裝到機架上后配鉆，擋泥盤上加工有定位止口，而機架上加工有定位止孔，擋泥盤和機架的安裝靠定位止口保證，改進后擋泥盤與機架之間的連接如圖3所示。

圖3 新型擋泥盤安裝結構

具體操作過程如下：

1） 機架機加工時，利用鏜機架滑道孔和液力端安裝孔的鏜孔工裝1次將機架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤安裝定位孔加工完成，這樣便能很好地保證這3個部位的同軸度。

2） 待機架擋泥盤定位止口孔加工完成后，以機架擋泥盤定位止口孔為基準，在機架上加工安裝擋泥盤的螺紋孔，由于采用止口定位，機架上不再加工銷孔。

3） 精加工擋泥盤，保證擋泥盤上定位止口與填料盒安裝孔之間的同軸度。

4） 將擋泥盤用螺栓固定在機架上。

采用新型擋泥盤安裝結構有如下優點：

1） 加工機架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤安裝定位止口孔為1次加工完成，能很好地保證它們之間的同軸度，同時1次加工完成減少了這幾個部位的加工時間，節約了成本。

2） 擋泥盤不再是安裝到機架上后配鉆，該零件為單獨加工，該零件加工完成后再裝配到機架上，這樣便保證了擋泥盤的互換性。

3） 由于機架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤安裝定位止口孔間的同軸度很好，只要保證擋泥盤定位止口與填料盒安裝孔之間的同軸度，擋泥盤安裝到機架上后便能保證機架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤上填料盒安裝孔之間的同軸度。這樣鉆井泵在工作過程中，中間拉桿與填料盒之間的偏磨量大幅減小，極大地延長了填料盒中密封件的使用壽命，而且密封效果更好。

3 結論

1） 新型擋泥盤安裝結構不但縮短了機架的加工周期，減少了占用大型機床的時間，還節約了加工成本。

2） 該結構使得擋泥盤在具有了互換性的同時，還減少了填料盒與中間拉桿之間的偏磨量，延長了密封件的壽命，提高了密封效果，使得整臺鉆井泵動力端更為安全可靠。

3） 該結構在現場使用效果良好。

［1］沈學海.鉆井往復泵原理與設計［M］.北京：機械工業出版社，1990：114－116.

［2］胡俊成.鉆井泵介桿密封盒固定裝置：中國，CN200820109560.0［P］.2008－07－31.

［3］王 杰.機械制造工程學［M］.北京：北京郵電大學出版社，2004.