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國內鉆井泥漿泵現狀

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國內鉆井泥漿泵現狀

發布日期:2018-06-26 作者: 點擊:

鉆井泥漿泵

輕便鉆井泥漿泵功率在956kW以下,主要配套于4km以下鉆機,因此,輕便鉆井泥漿泵的市場前景基本依從于4km以下鉆機的使用現狀和發展。據統計,我國擁有鉆1000余臺,占世界鉆機總量的32%。在中國石油集團公司擁有的700余臺鉆機中,4km以下的鉆機占總量的80%。平均新度系數僅為0.4,其中,48%的鉆機新度系數小于0.3;有500臺左右的鉆機服役10年以上,亟待更新,與之配套的鉆井泥漿泵相應也需要更新。我國每年所鉆4km以下的井數為總井數的98.5%,4km以下的進尺為總進尺的95.2%。目前,國內外三缸單作用往復式鉆井泥漿泵存在的主要問題是:鉆井泥漿泵質量大,難以適應現代輕便鉆機的要求,制約鉆機的移運性;沖程短,沖次高,鉆井泥漿泵在不適合的沖次范圍內工作,致使液力端壽命短;

泥漿泵泵壓低,不能完全滿足鉆井工藝的需要;結構不合理,部分強度冗余,部分剛度不足,可靠性低,難以滿足鉆機高可靠性要求;缸套壽命短,難以滿足鉆機高效率要求。

國外三缸鉆井泥漿泵的現狀

①美國三缸單作用鉆井泥漿泵系列 美國鉆井泥漿泵大量采用三缸單作用泵,生產廠家主要有LE—TOURNEAU El.LIS WILLIAMS公司、IDEC0公司、EMSC0公司和NATIONAL—OILWELL公司等,EMSC0公司的設計技術已由我國寶雞石油機械廠引進,并已形成F系列泵。各個公司輸入功率小于956kW(1300hp)的產品自成系列,IDEC0公司為T系列,LEWC0公司為WH系列,NATIONAL—OILWELL公司為P系列。

美國三缸泵的液力端,閥箱采用L型,閥箱的吸入閥和排出閥為分體結構。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。泵機座多為焊接結構,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構。采用雙列向心球面調心軸承。十字頭滑動面經表面淬火磨削。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的APl標準。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。

②俄羅斯三缸鉆井泥漿泵的現狀 俄羅斯三缸鉆井泥漿泵起步較晚,發展較慢,至今在鉆井實踐中,仍大量采用雙缸泵。但其三缸泵已形成系列,而且發展勢頭較快。如俄羅斯石油鉆機主要生產廠家,烏拉爾重型機械制造聯合公司(J—I0“YaJiMam”)計劃新建一個生產三缸泵的專業化分廠,將生產整體人字齒輪。俄羅斯現有4個功率級別的三缸泵,即600kW、800kW、950kW和1180kW(主要參數略)。俄羅斯三缸泵的液力端,閥箱采用l型直通式和L型,閥箱吸入閥和排出閥不是分體結構,而是一體式液力模塊。L型閥箱又有吸入閥在前、排出閥在后的常規型和吸入閥在后、排出閥在前的變L型結構。吸入閥采用液力壓緊裝置,不依靠螺紋壓緊,壓緊裝置內充滿液壓油,其殼體與閥箱螺紋連接。排出閥用冠形螺紋壓蓋壓緊。閥盤以錐面和端面與閥座接觸,閥盤質量較輕,接觸應力較小。

閥膠皮保證可靠的密封。活塞一缸套之間有獨特的水封裝置,噴淋冷卻管有鉸鏈裝置,可提高可靠性,減少機修時間和使用費用。噴淋泵的開關與鉆井泥漿泵傳動機組聯鎖,電動泵未啟動,鉆井泥漿泵不能啟動,以保護主泵。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。外層是中碳結構鋼,內層為高鉻耐磨不銹鋼。內層的金相組織為細針狀馬氏體和部分殘余奧氏體。使用壽命為500h左右,最高可達800~900h。為了方便用戶,減少易損件規格,制造的600kw、800kw、950kW及1180kW泵的缸套可以通用。活塞壽命平均300h左右,最高600~800h。閥盤和閥座的壽命200~300h,最高600h。吸入空氣包有球形及筒形2種。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寬槽人字齒輪。

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。十字頭滑動面經表面淬火磨削。介桿采用雙室密封。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。俄羅斯三缸泵易損件的使用壽命較低。與先進水平相比,尚有差距。然而,由于其三缸泵多數運轉速度較小(如額定速度為l35r/min的泵,經常以70~80r/min運轉),而且傳動可以調速,因此,泵的功效發揮較好。

(3)研究內容與關鍵技術

鉆井行業的發展方向是提高時效、降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、新技術和新裝備。運用高速高壓噴射鉆井工藝是這一趨向的必然選擇。高速由高可靠性的鉆機來保證,高壓噴射則由高可靠性的鉆井泥漿泵來保證。鉆井泥漿泵要適應鉆井工藝技術,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、新技術的要求,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成本,同時作為野外重要設備,工作條件十分惡劣,工況也異常復雜,對鉆井泥漿泵的可靠性和安全性提出越來越高的要求。

決定鉆井泥漿泵易損件壽命和工作效率的參數為泵沖次、沖程、排出壓力和吸入壓力。這些參數與有關壽命之間的關系是指數函數。實踐表明,鉆井泥漿泵80%的故障是由于缸套活塞絹的磨損引起的。

 


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