大功率钻井泵发展现状与应用

钻井泵的发展趋势为大功率、大排量、高泵压和轻量化,对可靠性的要求不断提高,缸数由双缸到三缸再到多缸,有增加的趋势。介绍了近年来大功率钻井泵的技术新发展。与三缸泵比较,五缸泵具有排量与压力波动小、运行平稳、易损件寿命长等优点;曲柄轴、剖分式滚动轴承、十字头与拉杆之间的球铰连接等新型结构,在提升钻井泵可靠性、稳定性和轻量化方面效果明显。     

1300HP五缸钻井泵机组设计

随着石油钻井装备的发展,车装钻机以其移动性强、性能先进、适用范围广、现场安装方便等优点等在油田得到广泛应用,尤其是3000~4000m车装钻机已经或即将成为我国4000m以下钻井施工主力钻机。所设计的1300HP五缸钻井机泵机组采用柴油机和液力传动箱驱动五缸钻井泵,具有排量覆盖范围广、操作控制灵活、整机移动安装方便的特点,该产品的研制成功将为我国大型车装钻机提供理想的配套装备。     

新型五缸钻井泵研制

五缸钻井泵与三缸钻井泵相比具有明显的性能优势,但由于存在制造难度大等问题,限制了五缸钻井泵的使用。在三缸钻井泵的基础上设计了4支撑结构曲轴的五缸钻井泵,与三缸泵曲轴的受力分析对比证明,4支撑五缸泵曲轴受力更为合理,并针对曲轴毛坯成型、加工等问题,设计了锻焊结构曲轴,解决了五缸泵的制造"瓶颈"问题,为五缸泵的研制和应用提供了有效途径。     

一种新型五缸钻井泵的设计

为满足油田特别是海上油田的需要，研制了一种新型往复、容积式、单作用、卧式五缸钻井泵。其动力端壳体采用整体式高强度结构钢焊接结构，曲轴为整体式合金钢锻造并经热处理后加工而成，由六个重型圆柱滚子轴承支承，两圆柱斜齿轮置于曲轴两端，小齿轮与小齿轮轴为分体式．方便加工与组装，十字头与活塞杆采用卡箍连接，缸套采用双金属结构。液力端采用分体式结构，由五个分体泵头体组成，泵阀及其弹簧的技术参数经计算得出，保证其正常开启。应用PROE软件对主要零部件进行了受力分析和强度计算，保证了其使用的可靠性。该五缸钻井泵与同功率三缸钻井泵相比，具有排量大、质量小、体积小和运移方便等特点，而且其排量相对于平均值的变化较三缸钻井泵小，因而减小了泵及管汇的震动，延长了泵的使用寿命。     

液压钻井泵的设计与试验

液压驱动的钻井泵采用变量液压泵和动力油缸组成液压钻井泵的动力端;液力端和现在使用的三缸单作用活塞式钻井泵相同。该种泵的冲程长、冲次低、排量可调、排出压力波动很小、运转平稳、质量轻、液力端易损件寿命可大幅度提高。并且可以取消空气包、安全阀及灌注泵。经试验,所研制的液压钻井泵能正常运行,国产液压件能满足工作的要求。随着钻井技术的迅速发展,特别是深井、超深井及水平井技术的发展,对钻井泵的要求越来越高。要求钻井泵功率大、质量轻、排量大、泵压高而且可调、适应能力强、易损件寿命长。现用的曲柄连杆式三缸单作用活塞式钻井泵已经很难满足钻井工艺的要求。研究、设计、制造新型结构的钻井泵已是大势所趋,而液压驱动的钻井泵是当前国内外研究的重点。     

双缸单作用液压钻井泵换向控制探讨

液压钻井泵具有排量和压力波动小、重量轻、移运方便、易损件寿命长和维修费用低等优点。这种泵采用液压油缸代替常规三缸泵的曲柄连杆滑块机构，其技术关键之一是换向控制。介绍了双缸单作用液压钻井泵所采用的一种特殊的换向控制系统，阐述了该系统的结构和工作原理，并对其技向性能进行了分析，指出它具有结构简单、排量均匀、换向准确、平稳和可靠等特点。     

一种新型钻井泵

随着高压钻井的发展，从钻井液脉冲中采集井下数据的清晰程度对泥浆流动稳定性的更高要求以及有限的空间或重量的限制，使一种新型的五缸钻井泵应运而生。本文主要阐述了这种新型五缸钻泵施工中的许多优势，它不仅具有尺寸小、重量轻的重点，还具有大排量、高泵压和较好的流速稳定性等优点。它比常规泵平均寿命长、压力波动小。     

液压钻井泵的发展前景

<正> 在机械驱动钻机中,钻井泵是由柴油机动力机组并车后,再通过三角胶带驱动的。在电驱动钻机中,钻井泵是由一台或两台电动机通过链条驱动的。钻井泵结构有两种形式:双缸双作用钻井泵和三缸单作用钻井泵。由于三缸泵具有许多优点,目前在石油钻机中得到广泛应用。我国目前已经全部使用三缸泵,只有原苏联还生产和使用一定数量的双缸泵。     

FIS2200型钻井泵液缸结构动力学有限元分析

FIS2200型钻井泵是为适应深井超深井钻井作业的需要而研制和开发的，液缸的承压能力和可靠性是确定泵设计参数和工作寿命的决定性因素。采用Pro／E、ANSYS等软件建立了FIS2200型钻井泵液缸的三维有限元分析模型，计算了其动、静强度和动态特性，获得了液缸在额定栽荷作用下应力云图、动应力响应以厦最大变形位置和变形量。计算结果表明，FIS2200型钻井泵液缸的动态性能丸好，而且其结构动、静强度和疲劳极限足够，可以减小液缸外形尺寸，以减轻液缸的质量。     

川石3NBZ系列三缸钻井泵

<正> 四川石油管理局成都总机械厂生产的川石3NBZ系列三缸钻井泵是在消化吸收国外三缸钻井泵的先进技术的基础上,结合国情研制出来的,属于配用灌注泵的中速三缸泵,其基本性能参数符合现代三缸泵的发展趋势,能满足我国各型钻机配套使用和高压喷射钻井的要求。     

3NB－1300C型钻井泵阀箱开裂原因及预防措施

５１台在用的３ＮＢ－１３００Ｃ型钻井泵在使用３０００～５０００小时后，即有１１台共２５只阀箱在相同部位相继出现开裂。在分析导致开裂的主要原因之后，提出了加强使用、维护管理，限期强制大修和采用新型定位板等预防措施。定位根选用强度、硬度较低的材料制成，成为先于阀箱破坏的易损件，使问箱得到保护。定位板结构的改进，又增大了与问箱的接触面积，进而减小了冲击应力。网箱开裂近期再未重现。     

国内外轻便泥浆泵的现状与发展趋势

文章通过对中国、美国及俄罗斯等国生产的钻井泥浆泵现状进行分析,说明目前国内外钻井泥浆泵主要存在5方面的问题.即,钻井泵质量大,难以适应现代轻便钻机的要求,制约钻机的移运性;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;结构不合理,部分强度冗余,部分刚度不足,可靠性低,难以满足钻机高可靠性要求;缸套寿命短,难以满足钻机高效率要求.文章阐述了对轻便钻井泥浆泵应进行研究的关键内容以及制造泥浆泵应采用的新技术和新方法.最后指出了轻便钻井泥浆泵的发展趋势是,降低额定冲数,由150 min-1降到110～120 min-1;增长冲程,最大冲程要达300 mm以上.     

3NB－1300C型钻井泵阀箱开裂原因及预防措施

５１台在用的３ＮＢ－１３００Ｃ型钻井泵在使用３０００～５０００小时后，即有１１台共２５只阀箱在相同部位相继出现开裂。在分析导致开裂的主要原因之后，提出了加强使用、维护管理，限期强制大修和采用新型定位板等预防措施。定位根选用强度、硬度较低的材料制成，成为先于阀箱破坏的易损件，使问箱得到保护。定位板结构的改进，又增大了与问箱的接触面积，进而减小了冲击应力。网箱开裂近期再未重现。     

复合材料一体化钻井泵缸套产业化技术研究

介绍了复合材料一体化钻井泵缸套在产业化过程中的若干关键技术。通过对缸套内套材料成分和组织的优化研究,双液分时离心浇注工艺优化研究以及双液离心浇注工装开发,实现了新工艺缸套的产业化。与现行的热镶装双金属缸套工艺相比,采用新技术生产的缸套平均使用寿命超过750h,生产成本下降了20%。     

CYBS系列防砂卡泵在出砂出泥浆井中的应用

采用CYBS系列动筒式防砂卡抽油泵 ,在文南油田不同井况的 4口井中进行了防砂卡抽泥浆工艺的生产试验。结果表明 ,该系列防砂卡抽油泵适用范围广 ,对细粉砂、泥浆含量大的油井均可使用 ;解决了出砂和出泥浆油井因频繁卡泵而不能正常生产、甚至被迫关井的难题 ;与常规抽油泵一样也可进行洗井作业 ,为油田开发中井况差的油井提供了一种有效的增产手段。该工艺技术操作简单易行 ,管柱、杆柱结构简单 ,起下作业方便 ,具有良好的工作可靠性。     

再谈低波动往复泵的运动与设计

对低波动往复泵的运动作了更深入的探讨──用解析法分析了低波动往复泵的柱塞和曲拐凸轮轴凸轮的运动规律。推导出了凸轮轮廓曲线的解析式，从而给出了凸轮的精确设计方法，并说明了这种设计方法与常规设计方法相比的优点。进而，从剖析结构入手，提出了更新低波动往复果结构的设想。     

钻井泵泵阀失效的动力学分析及泵阀变螺距弹簧设计

从动力学角度阐明了钻井泵泵阀失效的原因。由于各种参数的相互影响，使阀盘产生纵向振谐窜动和径向失稳漂移，这不但延长了阀隙存在时间，还会使三体（阀盘、阀座、磨粒）产生不均匀磨粒磨损（偏磨），最终导致泵阀早期失效。鉴于此，笔者试图设计泵阀的变螺距弹簧，以消除阀盘的纵向振谐窜动和径向失稳漂移，提高泵阀工作寿命。还叙述了变螺距弹簧的设计原则和程序，并进行了设计计算。     

水力保护式钻井泵活塞现场试验评析

采用活塞试验装置对水力保护式活塞与几种国产普通活塞在钻井现场作了对比试验，在相同工况下测试了泵缸工作温度、活塞使用寿命、钻井波含砂量等参数。对试验数据和活塞破坏形式的综合分析表明，利用液体冲洗缸壁，阻止磨硕性颗粒进入摩擦副，从而提高活塞和缸套寿命的水力保护原理是可行的；水力保护式活塞具有寿命长、活塞一缸套摩擦副冷却效果好、泵的机械效率高及对钻井液含砂量不敏感等优点。同时也证明采用大直径球面活塞心来减小活塞心与缸套间的间隙可有效地防止活塞的偏磨，提高抗啃伤寿命。     

灌注及调整额定冲数对发挥三缸泵优势的重要性

针对目前三缸单作用泥浆泵使用中存在的问题,结合台架性能试验情况,讨论了采用灌注泵灌注及降低额定冲数对保证三缸泵正常工作,充分发挥其优势,及延长泵和易损件工作寿命的重要性。还指出三缸泵不宜以额定输入功率长期运转,也不宜以额定冲数长期运转。     

液力驱动抽油系统动力液压力计算

液力驱动抽油系统采用高压动力液驱动井下液动机,动力液一般采用水,液动机带动井下抽油泵往复运动采油,抽油泵与常规杆式抽油泵相同,液力驱动抽油系统没有抽油杆,避免了杆管偏磨问题。分析了一种液力驱动抽油泵采油装置井下部分的结构和工作原理以及液动机和抽油泵的受力情况,利用受力平衡原理,给出了液动机上行和下行时的动力液压力计算公式,得到了抽油泵上、下冲程时地面动力液的工作压力范围。