CN103321867B - 轻型大功率钻井泥浆泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轻型大功率钻井泥浆泵，该轻型大功率钻井泥浆泵包括泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端，所述泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端与低等级功率钻井泥浆泵的泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端结构尺寸相同，所述大齿轮轴的整体布氏硬度为HB235~265、齿面的洛氏硬度为HRC50~55，本发明技术方案在不增加整套设备重量的前提下，提高了设备运行的可靠性，保证了产品的质量，同时，降低了金属材料的采购成本，切实提高了利润。该项目的推广应用具有巨大的经济和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻井泥浆泵，尤其是一种轻型大功率钻井泥浆泵，主要用于石油钻探领域。
背景技术
石油钻井技术发展90年代, 由于海洋深水油气田的开发和大量水平井钻井的需要, 不仅使钻机的功率加大, 提升能力加强, 而且使钻井泥浆泵功率也增加到1470～1618kW(2000～2200hp)。泵压则由35MPa提到52.7MPa。这种新参数的泥浆泵已经在半潜式、浮动钻井船, 改造的自升式平台上大量采用。并在英国北海油田、美国墨西哥湾油田、西非海岸的油气开发中服役。在南中国海也将3NB1600 型泵的泵压提高到52.7MPa 后使用在钻井平台上。预计在未来的几年中, 在我国的各类海洋平台和钻井船上3NB1300型和3NB1600型泵也将陆续改造为52.7MPa 或更换成3NB2200型泵。而在沙漠中大于7000m 的油气井也将用3NB2200型泵来完成。
由于目前国际、国内，尤其是远洋石油钻井平台，随着原油的不断开采，钻井深度不断加深，要求更换大功率和高压力的石油钻井泥浆泵；但是，随着规格的提高，现有技术为泥浆泵的功率和压力，主要采用改变泥浆泵本身的体积和结构件的尺寸，这样必然改变泥浆泵的体积和重量，而目前不论是远洋石油钻井平台，还是野外钻探，对于泥浆泵的运输主要是采用直升飞机吊装的方式处理，但是由于泥浆泵的体积和重量不断增大，大功率泥浆泵受到提升和运输设备能力的限制不能有效使用，而且需要进行相应的吊装设备、辅助管网等装备的更换，造成成本的极大提高。这形成现实的矛盾。目前仍没有既能够实现大功率和高压力的作业要求，又能够适应运输和安装设备对于体积和重量的限制要求的泥浆泵产品。因此，目前石油钻探领域急需要大功率、轻便型钻井泥浆泵，据统计目前对于轻系列钻井泵的需求，国际市场每年用于远洋石油钻井、其他煤田、矿产、水利等在200台以上。
因此，针对现有泥浆泵存在以下主要问题：机体体积庞大，钻井泵重量大，难以适应现代轻便钻机的要求，制约着钻机的移运性；冲程短，冲次高，钻井泵在不适合的冲次范围内工作，致使液力端寿命短；泵压偏低，不能完全满足现代钻井工艺的需要。
发明内容
为了解决上述技术问题，实现泥浆泵的大功率轻型化要求，本发明提供一种轻型大功率钻井泥浆泵，该轻型大功率钻井泥浆泵包括泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端，所述泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端与低等级功率钻井泥浆泵的泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端结构尺寸相同，所述大齿轮轴的整体布氏硬度为HB235~265、齿面的洛氏硬度为HRC50~55。
进一步所述泵壳的主轴承座的内螺纹为可分离结构，即在主轴承座的内螺纹部设置一矩形孔，该矩形孔配套一个矩形块，该矩形块上设置主轴承座的内螺纹。
本发明的有益效果在于：
本发明技术方案采用是一方面增加大齿轮轴的整体硬度和齿面硬度的方法，提高齿轮的承载力，另一方面采用低等级功率钻井泥浆泵的相同的结构和尺寸，从而达到不改变泥浆泵的体积和重量，从而提高泥浆泵的输出功率的技术效果，发明人采用最大马力为1000HP的钻井泥浆泵的结构和尺寸，通过增加大齿轮轴的整体硬度和齿面硬度的方法，提高齿轮的承载力，通过试用测定该改进型钻井泥浆泵的最大马力达到1300HP。作为钻井泥浆泵技术领域人员在采用相同结构泥浆泵的改进为大功率泥浆泵的做法，都是采用加大结构件的尺寸的方法处理，由于泥浆泵的造价高、又主要是国外进口的为主，技术人员不敢改变泥浆泵的技术参数。而本发明采用改变大齿轮轴的整体硬度和齿面硬度的方法，提高齿轮的承载力，取得了意想不到的技术效果。
该项技术的突破给发明人实现出口创汇1000万美元。在不增加整套设备重量的前提下，提高了设备运行的可靠性，保证了产品的质量。同时，降低了金属材料的采购成本，切实提高了利润。该项目的推广应用具有巨大的经济和环境效益。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明钻井泥浆泵的结构示意图。
图2是本发明钻井泥浆泵的主轴承座的主视结构示意图。
图3是本发明钻井泥浆泵的主轴承座的俯视结构示意图。
图4是本发明钻井泥浆泵的大齿轮轴的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明提供的一种轻型大功率钻井泥浆泵，该轻型大功率钻井泥浆泵包括泵壳1、小齿轮轴2、曲轴3、大齿轮轴5、齿圈9、连杆6、挡泥板7、液力端8，其特征在于，所述泵壳1、小齿轮轴2、曲轴3、大齿轮轴5、齿圈9、连杆6、挡泥板7、液力端8与低等级功率钻井泥浆泵的泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端结构尺寸相同，所述大齿轮轴5的整体布氏硬度为HB235~265、齿面的洛氏硬度为HRC50~55；所述泵壳1的主轴承座的内螺纹为可分离结构，即在主轴承座的内螺纹部设置一矩形孔，该矩形孔配套一个矩形块，该矩形块上设置主轴承座的内螺纹。
本发明采用最大马力为1000HP的钻井泥浆泵的结构和尺寸，将大齿轮轴的整体布氏硬度设定为255、齿面洛氏硬度设定为52，提高齿轮的承载力，通过试用测定该改进型钻井泥浆泵的最大马力达到1300HP，即可作为1300 HP钻井泥浆泵使用，最大马力达到1300HP，钻井深度最大达到5000米。本发明的1300HP钻井泥浆泵和1000HP钻井泥浆泵的体积和重量是一样的，相对于现有技术1300HP钻井泥浆泵的体积和重量都减轻很多，附合远洋石油钻井平台的提升和运输能力要求。
该项技术的突破给发明人实现出口创汇1000万美元。在不增加整套设备重量的前提下，提高了设备运行的可靠性，保证了产品的质量。同时，降低了金属材料的采购成本，切实提高了利润。该项目的推广应用具有巨大的经济和环境效益。
作为钻井泥浆泵技术领域人员在采用相同结构泥浆泵的改进为大功率泥浆泵的做法，都是采用加大结构件的尺寸的方法处理，由于泥浆泵的造价高、又主要是国外进口的为主，技术人员也不敢改变泥浆泵的技术参数。而本发明采用改变大齿轮轴的整体硬度和齿面硬度的方法，提高齿轮的承载力，取得了意想不到的技术效果。
本发明的保护范围不限于上述实施例，凡是依据本发明所作的显而易见的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种轻型大功率钻井泥浆泵，该轻型大功率钻井泥浆泵包括泵壳（1）、小齿轮轴（2）、曲轴（3）、大齿轮轴（5）、齿圈（9）、连杆（6）、挡泥板（7）、液力端（8），其特征在于，所述泵壳（1）、小齿轮轴（2）、曲轴（3）、大齿轮轴（5）、齿圈（9）、连杆（6）、挡泥板（7）、液力端（8）与低等级功率钻井泥浆泵的泵壳、小齿轮轴、曲轴、大齿轮轴、齿圈、连杆、挡泥板、液力端结构尺寸相同，所述大齿轮轴（5）的整体布氏硬度为HB235~265、齿面的洛氏硬度为HRC50~55。
2.根据权利要求1所述的轻型大功率钻井泥浆泵，其特征在于，所述泵壳（1）的主轴承座的内螺纹为可分离结构，即在主轴承座的内螺纹部设置一矩形孔，该矩形孔配套一个矩形块，该矩形块上设置主轴承座的内螺纹。
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