F—1600泥漿泵改造為F—1600HL高壓泥漿泵的可行性研究

（重慶鉆井分公司 重慶 400042）

【摘要】 通過了解當前國內石油天然氣鉆井技術發展現狀，及開拓國外市場的需求，針對國內各鉆井公司大量使用的F-1600泥漿泵，從技術性、經濟性等方面進行論證，提出改造為F-1600HL高壓泥漿泵的方案。

【關鍵詞】 石油天然氣；現狀；國外市場；技術性；經濟性；F-1600HL

前言

泥漿泵是石油鉆機泥漿循環系統的關鍵設備，鉆進時向井內泵入高壓力、大比重、高粘切的泥漿液體，以保護井壁、冷卻鉆頭、帶出鉆屑，也可驅動渦輪和螺桿等動力鉆具。隨著鉆井技術的發展，在鉆井生產過程中越來越多地應用到高壓噴射鉆井、近（欠）平衡鉆井、水平井、叢式定向井等新工藝、新技術，對泥漿泵的工作性能要求也越來越高。伴隨著鉆井技術的進步，泥漿泵正朝著大功率和大排量、高壓力的方向發展。

近年來，國內鉆井市場任務萎縮，我公司大力在科威特、伊朗等中東國家開拓鉆井市場，甲方也提出了使用高壓泥漿泵等設備的要求。

近十年前，國內廠家研制出F-1600HL型高壓泥漿泵，該型泥漿泵采用F-1600泥漿泵相同的動力端，通過改變液力端結構設計，使輸出泥漿壓力達到51.9Mpa。通過多年來的實踐，該型泥漿泵完全能夠滿足國內外鉆井市場的需要。

一、技術改造的可行性研究

F-1600與F-1600HL都是三缸單作用往復式泥漿泵，屬同一系列；F-1600HL比F-1600泥漿泵的額定工作壓力更高，可選缸套直徑范圍更大，用途更廣，功能更強。

1、F-1600、F-1600HL泥漿泵技術規范對比

序號項目F-1600F-1600HL

1型式臥式三缸單作用泥漿泵臥式三缸單作用活塞泵

2額定輸入功率（千瓦/馬力）1193/16001193/1600

3最大缸套直徑x沖程（mm）180x304.8190x304.8

4額定沖數（沖/分）120120

5齒輪減速比4.206：14.206：1

6排出口連接尺寸130法蘭（35Mpa） 130法蘭（70Mpa）

7小齒輪軸直徑（mm）215.9215.9

8鍵聯結尺寸（mm）50.8x50.850.8x50.8

9閥腔尺寸API7#API7#

10主機重量（kg）2414329535

2、F-1600、F-1600HL泥漿泵性能參數比較

沖數/分缸套直徑（mm）及對應額定壓力（Mpa）

190180170160150140130120

F-1600 22.7625.5128.8432.1734.34

F-1600HL20.723.025.829.233.238.144.251.9

額定功率排量L/S（升/秒）

F-1600F-1600HL

kw/HPkw/HP

1201176/16001176/160051.8546.5441.5136.7732.3228.1524.2720.68

1101078/14671078/146747.5242.6638.0533.7129.6225.8122.2618.97

100980/1333980/133343.2038.7834.5930.6426.9323.4620.2417.25

90882/1200882/120038.8834.9031.1327.5824.2421.1118.2115.52

1 0.43210.38780.34590.30640.26930.23460.20240.1725

注：F-1600泥漿泵對應缸套直徑Φ140～Φ180；F-1600HL泥漿泵對應缸套直徑Φ120～Φ190，參數表中Φ120、Φ130、Φ190缸套排量為F-1600HL泥漿泵對應的數值。

3、F-1600、F-1600HL泥漿泵對比分析

（1）主要技術規范基本一樣。

（2）主要性能參數

a、相同沖次的額定功率相同；

b、相同直徑缸套的每秒排量相同；

c、相同直徑缸套的額定工作壓力基本相同；

d、F-1600HL泥漿泵可選擇的缸套直徑范圍更大，可選用Φ190直徑的缸套，獲得更大排量；也可選用Φ140以下直徑的缸套，獲得更高工作壓力，以滿足不同鉆井工況的需要。當F-1600HL采用小于Φ140以下直徑的缸套時，額定工作壓力增高，當缸套直徑為Φ120時，其額定工作壓力達到51.9Mpa（7500psi）。

（3）F-1600HL泥漿泵的額定工作壓力從F-1600泥漿泵的34.5Mpa（5000psi）提高到51.9Mpa（7500psi），因此在液力端的設計和制造上做了兩項重要改進和提高：

a、F-1600HL采用了高壓缸套和柱塞結構。

b、液力端所有重要零部件的承載能力提高了一個檔次，都按額定工作壓力51.9Mpa（7500psi）進行設計、制造和檢驗。

4、技術可行性研究結論

從以上分析和論述看， F-1600泥漿泵通過大修恢復動力端性能，再配置高壓液力端，從而改造成為一臺F-1600HL高壓泥漿泵，這在技術上可行，而且也不復雜。

二、升級改造技術方案

1、動力端性能恢復

對使用過的F-1600泥漿泵外觀檢查，解體后檢測鑒定泥漿泵各零部件狀況，確定需維修或更換的項目，通過大修理恢復其性能。

（1）機架及底座總成

對關鍵部位焊縫探傷，檢查主要裝配尺寸、垂直度及平行度，確定改裝高壓泵閥箱的安裝尺寸。

（2）曲軸總成及小齒輪軸總成

對曲軸、連桿探傷，檢查裝配尺寸，檢查軸承安裝部位磨損情況；檢查人字齒輪齒面磨損情況，齒側間隙、端面跳動、徑向跳動等數據。

（3）十字頭總成及導板

檢查十字頭體與導板的磨損情況，測量上下導板與十字頭體之間的間隙，確定進行調整或更換；檢查十字頭銷與十字頭體的配合情況，對十字頭與銷之間進行研磨，達到合格狀況。

（4）潤滑與冷卻裝置

拆檢潤滑油泵、冷卻水泵，確定其磨損及密封狀況，檢查清理水路及油路，保障暢通。

檢查各部軸承磨損情況，測量軸承游隙，確定軸承是否可用。從使用可靠性角度考慮，建議軸承全部更換。

2、升級液力端零部件

由于F-1600HL泥漿泵的額定工作壓力提高到51.9Mpa，需將原F-1600泥漿泵液力端及五通、排出空氣包、排出管路等全部更新為F-1600HL泥漿泵液力端部件及其相關零部件。與其相關的零部件也得相應更換。

（1）液力端高壓系統

更換高排管、五通、排出空氣包、排出管路、安全閥、抗震壓力表以及相關連的法蘭，螺栓，密封，支座等。

（2）液力端低壓系統

更換吸入管路，吸入空氣包等。

3、總裝調試

整機運轉試驗程序和要求均按有關規范進行。

（1）整機出廠運轉性能試驗的前期準備。

（2）空載運轉試驗。

（3）負載運轉試驗。

經總裝調試后達到出廠要求。

三、升級改造的經濟性評估

根據市場調研了解舊泵大修理及新泵購置的費用情況看，一臺在用F-1600泥漿泵通過動力端大修、升級液力端等手段改造為F-1600HL泥漿泵的費用，約為新購一臺F-1600HL泥漿泵費用的三分之一。而改造后的泥漿泵在性能上將得到極大的提升，從費效果比來分析是比較合算的。

四、結論

通過以上論述，F1600泥漿泵改造為F1600HL高壓泥漿泵從技術和經濟上分析都是可行的。這對于有大量F1600泥漿泵，而又有高壓泥漿泵需求的鉆井公司，可以作為一種解決需求的思路進行考慮。

參考文獻：

[1]衛曉亭主編 《石油礦場水力機械》石油工業出版社，1989年

[2] 寶雞石油機械有限責任公司《F-1600鉆井泵使用維護手冊》、《F-1600HL鉆井泵使用維護手冊》