CN102454596A

CN102454596A - 一种用于钻井泵连杆的铜套

Info

Publication number: CN102454596A
Application number: CN2010105238427A
Authority: CN
Inventors: 黄顺俊
Original assignee: Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-16

Abstract

本发明公开了一种用于钻井泵连杆的铜套，包括铜套本体（1），所述铜套本体（1）开有润滑孔穴（2），所述润滑孔穴（2）内设置有固体润滑剂（3）。本发明结构简单、通过润滑孔穴及固体润滑剂的设计解决了钻井泵在低转速、高载荷情况下润滑不好的问题。

Description

一种用于钻井泵连杆的铜套

技术领域

本发明属于石油及天然气钻井设备领域，具体的讲涉及一种用于钻井泵连杆的铜套。

背景技术

钻井泥浆泵被誉为钻机的“心脏”，从全世界钻出第一口具有商业价值的钻机使用钻井泥浆泵开始，已经有100多年的历史。这100多年以来，具有商业价值的钻机泥浆泵均是采用的三缸泵。最近10多年，人们开始不断的探索开发五缸泵，因五缸泵与三缸泵相比，具有减小了排出介质的压力波动、扩大流量范围、取消了传统的排出空气包，提高了排出液缸的寿命，同时还可以使钻井泵的体积减小轻，重量减轻等优点，但都因五缸泵制造维修非常困难。

其中曲柄连杆机构中的连杆小头轴承就是其中之一。传统的连杆体小头孔安装的都是滚动轴承，体积非常大，因此必须要对是原来的连杆体小头孔安装的滚动轴承进行创新，通过滑动轴承代替原来的滚动轴承，铜套就属于滑动轴承中的一种，铜套作为连杆与十字头销之间的摩擦副，连杆与十字头销之间之间的润滑相当重要，通常在转动过程中在连杆与十字头销之间形成一层油膜来实现的润滑，但对于钻井泵来讲，当载荷较大、转速较低的运转中建立完全的润滑油膜非常困难，一旦润滑效果不理想就可能出现干摩擦的情况，影响转动并降低连杆与十字头销之间的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供了一种结构简单、能确保钻井泵在高载荷、低转速的情况下同样能满足连杆与十字头销之间润滑效果的用于钻井泵连杆的铜套。

本发明的技术方案如下：

一种用于钻井泵连杆的铜套，包括铜套本体，所述铜套本体开有润滑孔穴，所述润滑孔穴内设置有固体润滑剂。

采用上述结构，通过在铜套本体开出大小合适、排列有序的润滑孔穴，并在润滑孔穴内嵌入固体润滑剂，由于采用了固体润滑剂，固体润滑剂的线膨胀系数大于金属基体，当开始运转时，固体润滑剂的膨胀速度比基体快同时受挤压等作用、固体润滑剂会转移到对磨件上实现自润滑，所以在钻井泵在载荷较大、转速较低的运转中建立完全油膜较困难的情况下，也能起到良好的润滑作用，不会发生铜套和十字头销直接干摩擦情况发生。

所述铜套本体的材质为黄铜，其组分质量百分比为：Zn 25%～26%，Al 5.5%～6%，Fe 2.5%～3.2%，Mn 3.14%～4%，余量为CU。

所述固体润滑剂为石墨。

所述铜套本体上开有定位孔。

所述定位孔直径为φ10～φ12mm。

优选的所述所述Zn 为27%，Al 为5.8%，Fe 为2.8%，Mn为3.6%，余量为CU。

有益效果：本发明结构简单、通过润滑孔穴及固体润滑剂的设计解决了钻井泵在低转速、高载荷情况下润滑不好的问题。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

如图1、2所示一种用于钻井泵连杆的铜套，包括铜套本体1，其特征在于：所述铜套本体1开有润滑孔穴2，所述润滑孔穴2内设置有固体润滑剂3。

所述固体润滑剂3为石墨。

所述铜套本体1上开有定位孔4。

所述铜套本体的材质为黄铜，其组分质量百分比为：Zn 25%～26%，Al 5.5%～6%，Fe 2.5%～3.2%，Mn 3.14%～4%，余量为CU。优选质量百分比为：Zn 25.5%，Al 5.8%，Fe 2.9%，Mn 3.5%，余量为CU

所述定位孔直径为φ10～φ12mm

具体的讲：铜套根据转速的不同，同样可以承受高承载、低转速的工作要求。当铜套与十字头销相对运动的线速度较低时，铜套的基体材质选用CuZn25Al6Fe3Mn4黄铜，然后在基体的材料上开出大小适当、排列有序的孔穴，在孔穴中嵌入具有自润滑性能的成型固体润滑剂。固体润滑剂面积一般为摩擦面积的25%。由于基体材料是CuZn25Al6Fe3Mn4黄铜，抗拉强度可达790MPa/mm²、屈服强度可达490 MPa/mm²、延伸率可达17%、硬度可达HB210-230，极限动载荷达30MPa，最高使用温度可以到达300摄氏度。由于采用了固体润滑剂，固体润滑剂的线膨胀系数大于金属基体，开始运转时，固体润滑剂会转移到对磨件上实现自润滑，所以在钻井泵在载荷特别大（比压到达30MPa）、转速特别低（1m/s）的连续100小时的运转中建立完全油膜较困难的情况下，也能起到良好的润滑作用，不会发生铜套和十字头销直接干摩擦情况发生。

在本方案的连杆铜套上省去了传统铜套中的储油槽，这样设计不仅可以增大连杆铜套的承压面积，降低比压，而且使连杆铜套的的结构非常简单，大大降低了制造成本。

铜套上设置有限制旋转自由度的定位孔，该孔内插定位销。

Claims

1.一种用于钻井泵连杆的铜套，包括铜套本体（1），其特征在于：所述铜套本体（1）开有润滑孔穴（2），所述润滑孔穴（2）内设置有固体润滑剂（3）。

2.根据权利要求1所述的一种用于钻井泵连杆的铜套，其特征在于：所述铜套本体（1）的材质为黄铜，其组分质量百分比为：Zn 25%～26%，Al 5.5%～6%，Fe 2.5%～3.2%，Mn 3.14%～4%，余量为CU。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井泵连杆的铜套，其特征在于：所述固体润滑剂（3）为石墨。

4.根据权利要求3所述的一种用于钻井泵连杆的铜套，其特征在于：所述铜套本体（1）上开有定位孔（4）。

5.根据权利要求4所述的一种用于钻井泵连杆的铜套，其特征在于：所述定位孔（4）直径为φ10～φ12mm。

6.根据权利要求2所述的一种用于钻井泵连杆的铜套，其特征在于：所述Zn 为27%，Al 为5.8%，Fe 为2.8%，Mn为3.6%，余量为CU。