鉆井技術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。運用大排量高壓噴射鉆井工藝即是這一趨向的必然選擇,高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。因此,合理降低泵的沖次、適當增加泵的沖程長度,既滿足鉆井過程中的排量要求,又能確保泵的自吸性能,充分發揮了泵的效能,成為今后鉆井泵設計的發展方向。
大功率鉆井泵的額定沖數一般在100min-1左右,輸入端交、直流電機轉速約為1000r/min,從輸入到輸出需有約10倍的減速比。常規三缸泵通用的做法是泵動力端設置對人字齒輪,減速比為3.5-5.5,其余2.0-2.5倍的減速由泵體外的皮帶或鏈傳動副來完成。
近期出現的某新型大功率鉆井泵采用了將泵體內外的齒輪副和皮帶或鏈傳動副合并為單獨的齒輪減速箱的設計。這種設計更加體現了模塊化的思想,將整個泵組分為底座、泵體、減速箱、動力單元4大部分,相互之間全部靠螺栓組連接,毋需現場調節皮帶輪或鏈輪。此外,懸掛在三缸泵輸入軸上的大皮帶輪一般不進行動平衡試驗,高速旋轉中容易引起整個泵組的振動,由于齒輪是比較精密的機加工零件,運行更加平穩,傳動效率更高。
其結構特點是:采用模塊化設計,拆裝、移運方便;全加工鍛造曲軸,不平衡質量小,運行平穩;曲軸多點支撐,強度高;十字頭與中間拉桿之間使用關節軸承,可以從根本上減輕缸套活塞的偏磨;新型液缸,減小了體積和質量,吸入性能好,吸入閥更換方便;液力端的主要承壓件全部為合金鋼鍛件,“無焊縫、無鑄件”設計,提高了可靠性;減速機外置,電機頂置,提高了傳動效率和精度。由于具備上述結構,該鉆井泵擁有大功率、大排量、高泵壓、排量及排出壓力均勻、體積小、質量輕的特點,因此特別適用于海洋鉆井平臺或鉆井船。
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