CN104832391A - 一种立式三缸往复式钻井泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式三缸往复式钻井泵，它由动力端总成和液力端总成组成，动力端总成在下方，液力端总成在上方；所述动力端总成由齿轮轴、曲轴、大人字齿轮、连杆、十字头、十字头导板、导板座、介杆组成；泵壳由上壳体和下壳体组成，并用螺栓连成一体。泵内设有减速机构，且曲轴轴心与十字头滑道中心处于同一垂直直线上。液力端总成主要由活塞杆、活塞、缸套、阀箱、吸入阀、排出阀、吸入管、排出管组成。本发明为立式机架，占地面积减少，较卧式机械驱动钻井泵更适合海上钻井作业；减少缸套在运行中的磨损，延长其使用寿命，满足钻井高效率的要求。

Description

一种立式三缸往复式钻井泵

技术领域

本发明涉及一种立式三缸往复式钻井泵，属于输出泥浆液等介质的石油机械装置。

背景技术

在钻井过程中，为了携带出井底的岩屑并供给井底动力钻具的动力，用于向井底输送和循环钻井液的往复泵称为钻井泵或泥浆泵，按其工作的重要性，又被比拟为钻机的心脏。三缸单作用活塞泵于20世纪60年代中期研制成功，这种钻井泵具有较好的技术经济指标，明显优越于双缸双作用钻井泵。所以，目前国内外钻井泵以卧式三缸当作用活塞泵为主。

目前，为提高卧式机械驱动钻井泵易损件工作寿命，国内研究者做了大量的研究工作，使钻井泵易损件工作寿命得到了明显提高。研究工作集中体现在对钻井泵局部结构的改进、加工工艺的改进和新材料的应用。从结构和受力分析可得出，由于卧式机械驱动钻井泵的十字头、柱塞、缸套均为水平布置，将不可避免的导致十字头、导板、活塞、缸套受结构件重力产生偏磨损坏，曲轴主轴承盖与主螺栓受很大的交变载荷常发生断裂。

立式钻井泵采用立式结构布置，能很好地解决卧式钻井泵所存在的缺陷，它能减少占地面积，在设计上能适当地减少钻井泵的重量，且连杆、十字头、活塞杆、活塞及缸套都处于垂直于地面的垂直线上，能很好地减少缸套在运行中的磨损，延长其使用寿命，满足钻井高效率的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种立式机械驱动的三缸钻井泵，能解决卧式钻井泵所存在的问题，它能减少占地面积，在设计上能适当地减少钻井泵的重量，且连杆、十字头、活塞杆、活塞及缸套都处于垂直于地面的垂直线上，能很好地减少缸套在运行中的磨损，延长其使用寿命，满足钻井高效率的要求。

本发明所采用的技术方案为：

本发明一种立式三缸往复式钻井泵，由动力端总成和液力端总成组成，动力端总成在下方，液力端总成在上方；所述动力端总成由齿轮轴、曲轴、大人字齿轮、连杆、十字头、十字头导板、导板座、介杆组成；泵壳由上壳体和下壳体组成，并用螺栓连成一体。泵内设有减速机构，且曲轴轴心与十字头滑道中心处于同一垂直直线上。泵内的传动轴为齿轮轴，其上有小人字齿轮，曲轴上装有一个大人字齿轮，用螺栓将其固定在齿圈轮毂上，故大人字齿轮与小人字齿轮啮合形成泵内减速机构。曲轴为空心铸造结构，其上有三曲柄，每曲柄间夹角为120°。

三个连杆大头分别装在曲轴三段曲柄处，连杆小头与十字头相连；导板通过螺栓与导板座相联，十字头与导板成滑动配合；介杆下端装在十字头中心孔处，用螺栓紧固，介杆上端与活塞杆用卡箍联接，活塞杆上装有活塞，活塞处于缸套内。

液力端总成主要由活塞杆、活塞、缸套、阀箱、吸入阀、排出阀、吸入管、排出管组成。

液力端总成用螺栓紧固在动力端总成上端，动力端总成中装有喷淋泵，用于润滑动力端内各零件，液力端总成中装有喷淋管，用于润滑，冷却缸套、活塞，以提高缸套的使用寿命。

本发明的优点：1、该泵为立式机架，占地面积减少，较卧式机械驱动钻井泵更适合海上钻井作业对设备的要求且结构上实现了曲轴主轴承负荷由机壳承受；2、降低了十字头、导板、活塞、缸套受结构件重力产生偏磨损坏，延长其使用寿命，满足钻井高效率的要求；3、结构上采用了泵壳由多块钢板组焊而成，泵内设有大人字齿轮与传动齿轮啮合形成泵内减速机构，使该泵结构得到了简化，整机重量下降。

附图说明

图1本发明一种立式三缸钻井泵的结构示意图；

图2是图1的剖面图。

图中：1.下壳体，2.螺栓，3.曲轴，4.大人字齿轮,5.大滚动轴承，6.齿轮轴，7.上壳体，8.窥测窗口，9.导油口，10.导板，11.导板座，12.介杆，13.介杆密封装置，14.活塞杆卡箍，15.活塞杆，16.活塞，17.缸套，18.耐磨垫，19.密封圈，20.阀箱，21.阀盖丝扣压圈，22.排出阀，23.双头螺栓，24.吸入阀，25.吸入管，26.喷淋管，27.十字头,28.小滚动轴承，29.十字头销，30.连杆，31.排出管，32.盖板，33.皮带轮，34.轴承盖,35.喷淋泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：

如图1、图2所示，本发明一种立式三缸钻井泵，由动力端总成和液力端总成组成，动力端总成在下方，液力端总成在上方；所述动力端总成由齿轮轴6、曲轴3、大人字齿轮4、连杆30、十字头27、十字头导板10、导板座11、介杆12组成；泵壳由上壳体7和下壳体1组成，并用螺栓2连成一体。泵内设有减速机构，且曲轴轴心与十字头滑道中心处于同一垂直直线上。泵内的传动轴为齿轮轴6，其上有小人字齿轮，曲轴3上装有一个大人字齿轮4，用螺栓2将其固定在齿圈轮毂上，故大人字齿轮4与小人字齿轮啮合形成泵内减速机构。

曲轴3通过轴承安装在上壳体7和下壳体1接合面处，为两支撑结构，结合面处外端通过轴承盖34封闭，轴承盖34通过螺栓2与壳体联成一体。

动力端曲轴3的中心，即大人字齿轮4中心与十字头27滑道中心处于同一垂直直线上，三个连杆30的大头装在曲轴3的三段曲柄处，连杆30的大头与曲柄之间装有大滚动轴承5，连杆30的小头通过小滚动轴承28、十字头销29与十字头27形成活动联接。导板10通过螺栓2与导板座11相联，十字头27与导板10成滑动配合，导板座11上有导油口9以便润滑十字头27与导板10的磨损。

介杆12的下端通过螺栓2与十字头27相联，介杆12通过介杆密封装置13密封，避免液力端的泥浆液渗透到动力端零件中，介杆12上端通过活塞杆卡箍14与活塞杆15相联，通过喷淋泵35泵出的冷却液通过喷淋管26喷淋到活塞杆15和缸套17。当外部动力源即柴油机经过皮带轮33减速后驱动齿轮轴6，带动齿轮轴6上的传动齿轮与曲轴3上的大人字齿轮4啮合传动，并带动曲轴3旋转，曲轴3上安装有连杆30，带动连杆30运动，连杆30与十字头27相连接，推动十字头27在导板10、导板座11内作上、下往复直线运动。

在导板10侧面、介杆12侧面，缸套17侧面的上壳体7上开有对称的窥测窗口8，以便检修和更换动力端的部分零部件。在泵工作时，该窥测窗口8用盖板32、螺栓2将其封死。

液力端总成主要由活塞杆15、活塞16、缸套17、阀箱20、吸入阀24、排出阀22、吸入管25、排出管31组成。液力端总成通过密封圈19，耐磨垫18、螺栓2与动力端总成上部联接。当介杆12上下运动时，带动活塞杆14、活塞16在缸套17的竖直流道中做上、下往复直线运动，活塞16向下运动，阀箱20内为负压，排出阀22关闭，吸入阀24被打开，泥浆液通过吸入管25被吸入泵腔；活塞16上行时，阀箱20内为高压，吸入阀24关闭，排出阀22被液体打开，并将泥浆液通过排出管31升压送出泵腔，如此循环，以达到输送泥浆液的目的。

Claims (3)

1.一种立式三缸钻井泵，由动力端总成和液力端总成组成，其特征在于，动力端总成在下方，液力端总成在上方；所述动力端总成由齿轮轴(6)、曲轴(3)、大人字齿轮(4)、连杆(30)、十字头(27)、十字头导板(10)、导板座(11)、介杆(12)组成；泵壳由上壳体(7)和下壳体(1)组成；泵内设有减速机构，且曲轴轴心与十字头滑道中心处于同一垂直直线上；泵内的传动轴为齿轮轴(6)，其上有小人字齿轮，曲轴(3)上装有一个大人字齿轮(4)，故大人字齿轮(4)与小人字齿轮啮合形成泵内减速机构；液力端总成主要由活塞杆(15)、活塞(16)、缸套(17)、阀箱(20)、吸入阀(24)、排出阀(22)、吸入管(25)、排出管(31)组成。

2.根据权利要求1所述一种立式三缸钻井泵，其特征在于，三个连杆(30)的大头装在曲轴(3)的三段曲柄处，连杆(30)的大头与曲柄之间装有大滚动轴承(5)；连杆(30)的小头通过小滚动轴承(28)、十字头销(29)与十字头(27)形成活动联接。

3.根据权利要求1所述一种立式三缸钻井泵，其特征在于，液力端总成通过密封圈(19)，耐磨垫(18)、螺栓(2)与动力端总成上部联接；当介杆(12)上下运动时，带动活塞杆(14)、活塞(16)在缸套(17)的竖直流道中做上、下往复直线运动，活塞(16)向下运动，阀箱(20)内为负压，排出阀(22)关闭，吸入阀(24)被打开，泥浆液通过吸入管(25)被吸入泵腔；活塞(16)上行时，阀箱(20)内为高压，吸入阀(24)关闭，排出阀(22)被液体打开，并将泥浆液通过排出管(31)升压送出泵腔，如此循环，以达到输送泥浆液的目的。