CN220815917U - 曲轴安装结构及泥浆泵 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及能源钻采技术领域，公开了一种曲轴安装结构及泥浆泵。其中的曲轴安装结构包括机架及曲轴；曲轴包括两个端部，以及位于两个端部之间、并依次间隔设置的多个偏心部，每个偏心部用于与连杆连接，端部设置有自端面向周向面延伸的注油孔；端部设置有方便轴承拆卸的注入孔；曲轴上靠近中间的偏心部的邻近位置处设置有安装部，安装部及两个端部分别与机架转动连接。本申请实施例提供的曲轴安装结构及泥浆泵，能够确保曲轴在运动过程中的稳定性。

Description

曲轴安装结构及泥浆泵

技术领域

本申请实施例涉及能源钻采技术领域，特别涉及一种曲轴安装结构及泥浆泵。

背景技术

随着钻井技术的不断发展，特别是高压喷射井、大位移水平井、深井、超深井等作业的需求越来越多，泥浆泵一步步向大功率、大排量和高泵压的方向发展。同时，复杂工况下的钻井作业对钻井提效、节能减排、井下安全控制等方面要求的越来越严，五缸等多缸泥浆泵的需求也越来越多。

在多缸泥浆泵中，动力的有序传递依赖于曲轴与连杆结构之间的配合，而随着曲轴所连接的连杆的数量的增多，曲轴在运动过程中所受到的作用力影响也会提升。因此，如何确保曲轴在运动过程中的稳定性，是一个重要的问题。

实用新型内容

本申请实施方式的目的在于提供一种曲轴安装结构及泥浆泵，能够确保曲轴在运动过程中的稳定性。

为解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种曲轴安装结构，曲轴安装结构包括机架及曲轴；曲轴包括两个端部，以及位于两个端部之间、并依次间隔设置的多个偏心部，每个偏心部用于与连杆连接，端部设置有自端面向周向面延伸的注油孔；曲轴上靠近中间的偏心部的邻近位置处设置有安装部，安装部及两个端部分别与机架转动连接。

本申请的实施方式还提供了一种泥浆泵，泥浆泵包括上述的曲轴安装结构。

本申请的实施方式提供的曲轴安装结构及泥浆泵，在曲轴靠近中间的偏心部的邻近位置处设置有独立的安装部，安装部处与机架之间可以设置支撑结构。同时在曲轴的最外侧的两端部处可以设置有两组支撑结构。通过多组支撑结构将曲轴安装固定在多缸泥浆泵的机架中，能够使得曲轴运行平稳，确保曲轴在运动过程中的稳定性。

在一些实施方式中，安装部有两个，两个安装部对称分布在位于中间的偏心部的两侧。

在一些实施方式中，安装部的外围依次套设有第一轴承与第一轴承套，第一轴承套与机架固定连接。

在一些实施方式中，第一轴承为分体式单列圆柱滚子轴承，第一轴承的原始游隙为0.35毫米至0.40毫米。

在一些实施方式中，端部的外围依次套设有第二轴承与第二轴承套，第二轴承的内圈压紧注油孔的开口上，第二轴承套与机架固定连接。

在一些实施方式中，第二轴承为K型调心滚子轴承，第二轴承的原始游隙为0.23毫米至0.30毫米。

在一些实施方式中，端部的端面处还设置有垫片，第二轴承套连接有压紧垫片的压板。

在一些实施方式中，机架设置有保护板，保护板将压板盖合在内。

在一些实施方式中，曲轴还包括多个传动部，多个传动部关于靠近中间的偏心部对称设置，每个传动部用于与动力源传动连接。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术中三缸泥浆泵的曲轴安装结构示意图；

图2是现有技术中五缸泥浆泵的曲轴安装结构示意图；

图3是本申请一些实施例提供的曲轴安装结构的示意图；

图4是本申请一些实施例提供的曲轴安装结构中曲轴端部处的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

泥浆泵是一种将旋转运动转换为直线运动的设备，目前传统的泥浆泵大多为三缸泵的形式。图1示出了传统三缸泵曲轴的支撑方式，连杆105大端通过分体式单列圆柱滚子轴承104安装在曲轴101上，在图面右侧两个连杆105之间的位置安装有传动齿轮106。曲轴整体通过两端调心滚子轴承102、轴承套103、轴头压板107等通过主轴承螺栓108固定在机架对半轴承座中。但由于缸数的增多导致连杆数量及曲轴的长度增加，传统三缸泵两端点支撑的方式已不能满足于五缸等多缸泥浆泵曲轴的需要。目前国内大多数厂家运用发动机曲轴的理念进行六点约束的方法见图2，六组单列圆柱滚子轴承202安装在曲轴203上，在每两组单列圆柱滚子轴承202之间安装分体连杆201，分体式连杆之间安装分体式滑动轴承204，传动齿轮205分部曲轴的两端部。虽然这种方法很好，但也有如下缺点：

1、采用六组单列圆柱滚子轴承及分体式连杆、分体式滑动轴承，使得整个泥浆泵制造成较高；

2、分体式滑动轴承对泥浆泵工作条件要求非常苛刻，必须严格保证润滑的油膜厚度、粘度、温度等，其在油田野外恶劣环境工作的可靠性较差；

3、六组单列圆柱滚子轴承对支撑要求精度较高，加工难度较大；

4、曲轴进行维修时，无法将曲轴整体吊出，维修便利性较差；

5、分体式滑动轴承适用于高速重载，对于泥浆泵低速重载的使用环境，容易导致震动问题。

为此，本申请一些实施例提供了一种曲轴安装结构，可以用于石油钻采设备的五缸泥浆泵中。其中，多缸泥浆泵的曲轴上有多组偏心块，每组偏心块上安装有单列圆柱滚子轴承，滚子轴承上安装连杆，通过曲轴的旋转使连杆做往复运动。其支撑方法为在中间连杆的邻近位置处设置支撑结构，同时在曲轴的最外端部两端部设置有两组支撑结构。多组支撑结构通过螺栓固定在多缸泥浆泵的机壳中。该结构使得曲轴运行平稳、拆卸装配方便。同时也使得多缸泥浆泵的制造成本得到降低。

下面结合图3和图4，说明本申请一些实施例提供的曲轴安装结构。

如图3和图4所示，本申请一些实施例提供的曲轴302安装结构包括机架及曲轴302；曲轴302包括两个端部，以及位于两个端部之间、并依次间隔设置的多个偏心部，每个偏心部用于与连杆307连接，端部设置有自端面向周向面延伸的注油孔；曲轴302上靠近中间的偏心部的邻近位置处设置有安装部，安装部及两个端部分别与机架转动连接。

机架是曲轴等其他零部件的安装固定基础，机架的不同位置处设置有安装孔及定位结构，曲轴302可以放置在机架的容纳区域，并通过紧固件与机架固定。曲轴302可以与连杆307配合，将自身的旋转运动转换为连杆307的直线运动。曲轴302的端部为固有的安装固定部位，为曲轴302安装至机架提供了独立的固定部位。曲轴302的偏心部，即中心偏离曲轴302转动轴线的部分，也是曲轴302与连杆307进行连接的部分。相邻的两个偏心部之间处于相互远离的状态，即二者中心位于曲轴302转动轴线的两侧。

如图4所示，曲轴302端部设置的注油孔，自曲轴302端部的端面向曲轴302端部的周向面延伸，即注油孔整体呈现为弯折形状。注油孔一端的开口位于端部的端面上，注油孔另一端的开口位于端部的周向面上。这样，在拆卸安装在曲轴302上的轴承时，可以将液压油自注油孔注入，可以实现轴承的快速拆卸。

曲轴302上设置的安装部可以形成独立的固定部位，与曲轴302的端部一起，在曲轴302与机架之间形成固定装配关系。安装部靠近位于中间的偏心部设置，从而在曲轴302除了两端外的中间位置处提供了安装固定基础，能够加强曲轴302安装时的稳定性。

本申请一些实施例提供的曲轴302安装结构，在曲轴302靠近中间的偏心部的邻近位置处设置有独立的安装部，安装部处与机架之间可以设置支撑结构。同时在曲轴302的最外侧的两端部处可以设置有两组支撑结构。通过多组支撑结构将曲轴302安装固定在多缸泥浆泵的机架中，能够使得曲轴302运行平稳，确保曲轴在运动过程中的稳定性。

如图3所示，安装部可以有两个，两个安装部对称分布在位于中间的偏心部的两侧。

这样，可以在位于中间的连杆307的两侧设置两组支撑结构，这两组支撑结构起到中间支撑效果。在曲轴302的最外侧两端部处设置的两组支撑结构称之为两端支撑结构，在两端起到支撑效果。从而使得曲轴302整体与机架之间形成四点约束的结构形式，可以使得曲轴302上所受到的作用力较为均匀，降低曲轴302因内部应力集中而轻易出现损坏的情况。

在一些实施例中，安装部的外围可以依次套设有第一轴承306与第一轴承套308，第一轴承套308与机架固定连接。

采用轴承结合轴承套的安装形式，可以在对曲轴302形成的支撑的同时，确保曲轴302的正常转动。同时，轴承套可以采用紧固件与机架进行固定连接。

实际情形中，第一轴承306可以为分体式单列圆柱滚子轴承，第一轴承306的原始游隙为0.35毫米至0.40毫米。

另外，中间两组支撑结构可以与连杆307大端轴承采用相同轴承，均采用分体式单列圆柱滚子轴承。选择轴承的原始游隙在0.35毫米至0.40毫米，通过曲轴302安装直径及中间轴承套内孔的过盈量可以保证安装后的轴承的游隙在0.13毫米至0.20毫米的范围以内。

在一些实施例中，端部的外围可以依次套设有第二轴承305与第二轴承套301，第二轴承305的内圈压紧注油孔的开口上，第二轴承套301与机架固定连接。

另外，第二轴承305可以为K型调心滚子轴承，第二轴承305的原始游隙为0.23毫米至0.30毫米。

也就是说，位于曲轴302两端部的两组支撑结构采用的是K型调心滚子轴承。选择轴承的原始游隙在0.23毫米至0.30毫米之间。K型调心滚子轴承安装在第二轴承套301中。并且，可以通过轴头压板螺栓310及垫片311调整轴承间隙，保证轴承游隙在0.13毫米至0.20毫米的范围以内。

如图3所示，端部的端面处还设置有垫片311，第二轴承套301连接有压紧垫片311的压板309。

这样，在安装轴承的过程中，可以通过压板309、压板螺栓310及垫片311调整轴承间隙。

需要说明的是，中间两组支撑结构的轴承与两端两组支撑结构的轴承可以选择基本相同的额定动载荷。通过使曲轴302上的轴承均采用滚动轴承，不仅提高了整个机组运行的可靠性，同时降低了整个机组的成本，而且维修方便快捷。

另外，机架可以设置有保护板，保护板将压板309盖合在内。

通过保护板可以对压板309部分起到保护作用，避免灰尘杂质轻易进入轴承内部而影响轴承的使用寿命。

如图3所示，曲轴302还可以包括多个传动部，多个传动部关于靠近中间的偏心部对称设置，每个传动部用于与动力源传动连接。

传动部可以连接齿轮副304接收来自其他地方的动力，从而带动整个曲轴302转动，并带动连杆307运动。

实际情形中，在安装曲轴302时，可以按照如下步骤进行：

步骤一、先将中间位置连杆307进行安装，将分体式单列圆柱滚子轴承外圈及轴承滚珠安装在中间连杆307大头中。然后将分体式单列圆柱滚子轴承内圈安装在曲轴302偏心块上。最后将连杆307大头安装在偏心块上。

步骤二、安装中间两组支撑结构，将分体式单列圆柱滚子轴承的外圈及轴承滚珠安装在第一轴承套308内孔处，将内圈安装在曲轴302中间支撑位置，再将两组第一轴承套308安装在曲轴302上。

步骤三、进行中间连杆307的两侧连杆307的安装，和步骤一相同。

步骤四、传动齿轮的安装。将对半轮毂303安装在曲轴302上，安装过渡法兰盘312，将传动齿轮安装在过渡法兰盘312上。

步骤五、最外侧连杆307的安装，和步骤一相同。

步骤六、两端支撑结构安装，将K型调心滚子轴承安装在第二轴承套301中，然后整体安装在曲轴302上，通过轴头压板309、压板螺栓310及垫片311调整轴承间隙。

步骤七、将安装好的整体曲轴302吊装在机架的定位止口中。

步骤八、安装四处轴承上盖并通过螺栓固定在机架中。

本申请一些实施例还提供了一种泥浆泵，泥浆泵包括上述的曲轴安装结构。

泥浆泵可以为五缸泥浆泵，该五缸泥浆泵具有五组连杆大端，每组通过分体式单列圆柱滚子轴承安装在曲轴的五组偏心块上，两件传动齿轮分别安装在第一个连杆和第二个连杆之间及第四个连杆和第五个连杆之间，通过曲轴的旋转使连杆做往复运动。在第三个连杆的两侧设置两组支撑结构形式，也称为中间支撑结构。在曲轴的最外侧两端部处设置有两组支撑结构，也称为两端支撑结构。支撑结构形式为轴承及其外表安装有轴承套，安装好后整体吊装到泥浆泵机壳的对半轴承座中，通过螺栓进行固定。整体采用四点约束的结构形式，能够确保曲轴在运动过程中的稳定性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (6)

1.一种曲轴安装结构，其特征在于，包括：

机架；

曲轴，包括两个端部，以及位于两个所述端部之间、并依次间隔设置的多个偏心部，每个所述偏心部用于与连杆连接，所述端部设置有自端面向周向面延伸的注油孔；

所述曲轴上靠近中间的所述偏心部的邻近位置处设置有安装部，所述安装部及两个所述端部分别与所述机架转动连接，所述安装部的外围依次套设有第一轴承与第一轴承套，所述第一轴承套与所述机架固定连接，所述第一轴承为分体式单列圆柱滚子轴承，所述第一轴承的原始游隙为0.35毫米至0.40毫米，所述端部的外围依次套设有第二轴承与第二轴承套，所述第二轴承的内圈压紧所述注油孔的开口上，所述第二轴承套与所述机架固定连接，所述第二轴承为K型调心滚子轴承，所述第二轴承的原始游隙为0.23毫米至0.30毫米。

2.根据权利要求1所述的曲轴安装结构，其特征在于，所述安装部有两个，两个所述安装部对称分布在位于中间的所述偏心部的两侧。

3.根据权利要求1所述的曲轴安装结构，其特征在于，所述端部的端面处还设置有垫片，所述第二轴承套连接有压紧所述垫片的压板。

4.根据权利要求3所述的曲轴安装结构，其特征在于，所述机架设置有保护板，所述保护板将所述压板盖合在内。

5.根据权利要求1所述的曲轴安装结构，其特征在于，所述曲轴还包括多个传动部，多个所述传动部关于靠近中间的所述偏心部对称设置，每个所述传动部用于与动力源传动连接。

6.一种泥浆泵，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的曲轴安装结构。