毕业答辩-3NB-1300钻井泥浆泵液力端系统的设计

3NB-1300钻井泥浆泵——液力端系统的设计

学生：指导教师：班级：职041山东建筑大学本科毕业答辩

内容一、课题背景及研究意义二、钻井泥浆泵的工作原理及液力端作用三、液力端的设计四、液力端易损件的设计分析五、总结山东建筑大学本科毕业答辩一、课题背景及研究意义

随着改革开放的深入及中国加入世界贸易组织（WTO），我国石油钻井队伍“充分利用国内外两种资源、两个市场”，实施走出去的战略，进入国际钻井市场，为了满足参与国际市场的需要，中石油、中石化都在不断加大钻井设备的投入，同时加快了老钻机的更新改造和新型轻便钻机的研制步伐，加之国际市场对钻井泵的需求量增大，使得钻井泵的供求矛盾更加突出，各类型钻井泵的缺口每年达200台左右。随着新钻井工艺的应用和发展，要求开发具有更高更好性能的新型钻井泵。因此该项目具有良好的市场前景。并且随着越来越多的国产设备步入国际市场，也会极大地提高我国石油装备制造企业的国际声誉，创造出更多的商机。目前钻井泵主要的特点有：(1）排量和功率大。(2）钻井泵持续工作于野外，并经常移运。(3）泵送的介质是泥浆，其中含有碱、酸、硫化氢等腐蚀成分和细小的岩屑。因此，钻井泵液力端的零件在工作时经受介质的腐蚀，磨砺和冲蚀。山东建筑大学本科毕业答辩（4）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。（5)泵压低，不能完全满足钻井工艺的需要。(6)缸套寿命短，难以满足钻机高效率要求。因此为了避免上述不足之处，对钻井泵液力端设计具有重要的意义，尤其为了提高液力端的寿命，对液力端易损件的设计会变的更为重要。

山东建筑大学本科毕业答辩二、钻井泥浆泵的工作原理及液力端作用

在进行液力端系统设计前，应了解钻井泥浆泵的工作原理，钻井泥浆泵属于往复容积式泵，其工作机构简图如下:山东建筑大学本科毕业答辩三、液力端的设计山东建筑大学本科毕业答辩

钻井泵的液力端是由缸盖、凡尔体、拉杆、活塞、缸套与阀箱等组成。这些部位全是与含泥砂而且带有腐蚀性的泥浆接触并且承受着高泵压所造成的液力负荷。缸套结构

缸套设计一般采用双金属缸套，内套用高铬铸铁，外套用45钢，经调质处理获得回火索氏体组织，具有较好的综合性能。

山东建筑大学本科毕业答辩活塞结构

活塞主要有两大类，即整体式活塞和组装式活塞。整体式活塞的皮碗硫化在铸铁的活塞芯子上，皮碗和芯成一整体，又称硫化活塞。更换活塞时，皮碗和芯子一起换掉。整体式活塞如下图所示

山东建筑大学本科毕业答辩

由于活塞容易磨损，寿命很短，因此又发展了单独更换皮碗、钢芯可重复使用的组装式活塞。组装式活塞的皮碗套在钢芯上，靠压板和卡簧固定。结构如下图所示山东建筑大学本科毕业答辩缸盖

缸盖的作用是封住液缸、压紧缸套及调节缸套盘根的松紧，使其保持良好的密封状态，以保证钻井泵的正常工作。缸盖承受全部的液力负荷。山东建筑大学本科毕业答辩拉杆

拉杆一端与中间拉杆相连，一端与活塞相接，通过拉杆把动力传给活塞。拉杆与活塞的配合：拉杆的一端靠锥度与活塞相配合，而实现密封。因此对拉杆锥度要进行精密加工，以保证锥度配合有较大的接合面（要大于70%）。锥面上只要有很少一点锈，润滑液或泥浆都会妨碍配合。

山东建筑大学本科毕业答辩凡尔体结构

钻井泵全部采用的是锥形盘状凡尔体，液体沿凡尔体的外缘流动，它的密封是靠凡尔体上的凡尔胶皮合金书面语凡尔座的金属接触实现的。凡尔胶皮突出干凡尔体的金属部分，因此，凡尔胶皮除了起密封作用外，还对凡尔关闭起缓冲作用。凡尔弹簧的主要作用是保证凡尔及时关闭。为了使凡尔体平稳准确地座落在凡尔座上，凡尔还配备有导向装置。

山东建筑大学本科毕业答辩阀箱

阀箱是三缸泵液力端的主体零件，外表呈方形。直通式液力端有三块阀箱，而L形有六块阀箱，阀箱可视为开有交叉内孔的厚壁高压容器，阀箱内安装吸入和排出阀的部位称为阀腔。山东建筑大学本科毕业答辩四、液力端易损件设计分析

液力端的易损件主要有活塞和缸套，磨损的原因主要是钻井泵运行时，缸套内壁与活塞外圆材料会产生磨粒磨损、粘着磨损，磨粒磨损是其主要磨损形式。1.缸套结构设计采用双金属缸套的优点是抗腐蚀性，抗研磨性，很好的磨合性及工作表面的高光滑度。缸套采用双金属制作，外套用45钢，其内层为高铬白口合金铸铁，经调质处理获得回火索氏体组织，具有较好的综合性能。2.活塞因为活塞寿命很短，所以在结构上采用单独更换皮碗、钢芯可重复使用的组装式活塞。组装式活塞的皮碗套在钢芯上，靠压板和卡簧来固定。

山东建筑大学本科毕业答辩五、总结1.分析了钻井泥浆泵的发展现状以及液力端系统的研究意义2.理解了钻井泥浆泵的工作原理及液力端作用，并对液力端各部件进行了设计，具体设计了缸套、活塞、拉杆、凡尔体、缸盖、阀箱等零件3.对液力端易损件做了一定的设计分析4.完成了3