钻井泵日常维护保养技术及故障排除方法

维护保养与故障排除是保证钻井泵正常使用的两项重要工作。以每天、每周、每月、每年为周期,提出了钻井泵的日常维护保养技术,归纳了周期检查点和日常维护保养内容,强调了维护保养注意事项。根据现场使用情况,对钻井泵可能发生的故障进行了总结,找出了原因,提出了排除方法。     

5NB-1600型直驱钻井泵动力端优化设计

海洋石油平台和部分陆地钻机对钻井泵的体积和质量有限制。研制了一种适应性强、集成程度高的5NB-1600型直驱钻井泵。通过对传统钻井泵动力端进行结构优化,取消了小齿轮轴,改为电机直接驱动,简化了传动结构,提高了传动效率;设计了新型的五曲拐六支撑的曲柄连杆机构,提高了曲轴的刚度、强度。采用有限元方法进行校核,结构设计符合规范要求。与原有的3NB-1600F型钻井泵相比,新型5NB-1600型直驱钻井泵的动力端具有结构紧凑合理、体积小、使用可靠、易于维护保养、传动效率高等优点     

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。     

钻井泵跟随式介杆密封装置

<正> 一、概述 钻井泵是钻机的心脏。钻井泵由动力端和液力端两大部分组成。动力端为机械传动部分,注入机械油以润滑各传动副和摩擦副。液力端为能量转换部分,流道中连续流过泥浆介     

CAD技术在钻井泵设计中的应用

<正> 各类钻井泵的基本结构通常是相似的,以泵的动力端为例,不外乎由底座、输入轴、曲轴(或在直轴上加偏心轮结构)、齿轮、连杆、十字头等零部件组成。所以不同类型钻井泵动力端的设计有其共同性。如果采用通用性较强的CAD软件来设计泵的动力端,显然会提高设计效率和质量。为此我们研制了一套钻井泵动力端CAD软件,软件包括传动部件主参数的设计计算及主要零件工作图的自动绘制。     

钻井泵易损零件的新结构

当前石油机械制造业中最迫切的任务之一,是研制工作可靠、使用方便的大功率钻井泵。要完成这项任务,首先必须提高钻井泵液力端易损零件的使用寿命。 近几年来试制和试验了一些新式的比较完善的易损零件。     

钻井泵故障诊断方法的探索与实践

钻井泵是石油钻井中循环系统的关键设备，其工作状态的好坏直接影响到钻井工作的安全、效率、质量和成本。为了保证钻井泵的正常工作和钻井生产的正常进行．提高钻井泵的现代化维修和管理水平．亟待研制适用于现场使用的、科学先进的钻井泵实时故障诊断系统。文章在分析了目前石油钻井泵故障诊断研究工作现状的基础上，结合现场的需要和自己的研究工作，认为研究工作的重点应放在钻井泵动力端上．应致力于研制先进实用的整个泵的故障诊断系统。文章介绍了作者在钻井泵振动故障诊断系统研制开发方面的工作情况和取得的初步结果。     

三缸泵液力端水击现象的缸外监测

根据钻井作业中三缸钻井泵液力端水击现象对钻井泵的危害，以及现场对钻井泵内的水击现象监测手段落后的情况，探讨了用振动加速度时域信号分析水击状况的可行性。实验表明，使用压电加速度计对三缸钻井泵液力端水击现象实施缸外监测是可行的，并找到了发生水击压力脉冲的规律，即在活塞的一个压缩冲程中，信号示波表现为：加速度信号变化四次，具有三大一小的峰值特征，据此判断两个大峰前吸入压力曲线末端的小峰必为水击压力脉冲。     

钻井泵工况实时监测新方法

目前钻井队在钻井过程中对钻井泵的监控,通常是由司钻观察平台上立压表的变化来完成的,采用这种方法往往由于仪器不灵敏和操作不及时而使泵的工况恶化影响钻井施工,并影响钻井时效。根据钻井泵的工作原理和对泵出口端瞬时流量的监测推导,对钻井泵出口端泵压在理论、实际与发生异常时的波形图进行了比较,提出了通过获取并分析立压波形来实时监测泵工况的新方法。此方法具有监测灵敏度高与监测及时的特点。     

钻井泵曲柄连杆机构的受力分析研究

钻井泵的动力传递一般都由对心式曲柄连杆机构实现,曲柄连杆机构在高压条件下做变速运动,受力极其复杂.从活塞力、惯性力、摩擦力和力矩等方面对传动机构进行了受力分析,并给出了相关的计算公式.通过动力计算分析,确定了钻井泵动力端机构中的作用力、惯性力及惯性力矩,从而为钻井泵零部件强度、刚度及稳定性校核提供了理论依据.     

钻井泵工况实时监测新方法

目前钻井队在钻井过程中对钻井泵的监控,通常是由司钻观察平台上立压表的变化来完成的,采用这种方法往往由于仪器不灵敏和操作不及时而使泵的工况恶化影响钻井施工,并影响钻井时效.根据钻井泵的工作原理和对泵出口端瞬时流量的监测推导,对钻井泵出口端泵压在理论、实际与发生异常时的波形图进行了比较,提出了通过获取并分析立压波形来实时监测泵工况的新方法.此方法具有监测灵敏度高与监测及时的特点.     

五缸钻井泵动力端AME Sim/Motion联合仿真研究

针对传统三缸单作用往复泵存在质量大、输出压力波动大、冲程短和冲次高等问题,提出一种新型五缸钻井泵结构。利用AME Sim/Motion仿真平台对新型钻井泵分别建立一维液压模型和动力端动力学模型,并利用软件间的接口搭建进行联合仿真,通过运动学分析与理论分析得出联合仿真模型的合理性。将一维液压模型仿真得到的液力载荷对钻井泵动力端进行动力学分析,得出连接销作用力、曲轴销作用力和曲轴输入扭矩变化规律。将曲轴输入扭矩联合仿真结果与理论值进行比较可知,所建立的联合仿真模型合理,分析结果可靠。     

海洋平台钻井泵甲板动力分析与优化

钻井泵工作时长期受到循环往复动力作用,其振动特性使邻近局部甲板区域产生一定振动,甲板的振动反过来也影响钻井泵的正常运作。为了对钻井泵下部平台结构动力特性进行分析,以某海洋平台上部钻井支持模块为研究对象,采用ANSYS软件建立了符合结构实际装载的精准模型,对结构进行模态分析和谐响应分析。分析结果表明:基于原始设计参数的钻井泵下甲板共振范围与钻井泵工作频率十分接近;通过对甲板骨材进行优化,调整甲板骨材型号提高了结构刚度,使下甲板共振范围避开了钻井泵工作频率,结构更加合理。所得结果可为海洋平台钻井泵甲板结构优化提供思路和技术支持。     

钻井泵的排量系数

本文从分析示功图出发,建立了钻井往复泵排量系数的表达式,并引证实验数据作了对比。文章在解释和讨论了影响钻井往复泵排量系数的各种因素之后指出:往复泵排量系数的最高极限值,等于泵阀关闭滞后角的余弦。文章还介绍了计算排量系数的经验公式和极限含气量的概念。作者最后认为:钻井泵的排量系数一般应在0.9以上。只要我们注意改善吸入条件和维护保养,我国矿场钻井泵的水马力大有潜力可挖。     

钻井泵新型单皮碗活塞杆密封

众所周知,钻井泵的工作可靠性很大程度上决定于其液力端易损件的工作寿命,活塞杆密封就是其中的一个。到目前为止,国产(指苏联—译者)钻井泵中的活塞杆密封大都采用多皮碗式盘根结构,见图1.国外许多公司已转入米用单皮碗式盘根,这种     

3NB-1300C型钻井泵排出管镶套修复工艺

3NB-1300C型钻井泵排出管3个进液口长期使用后,被高压泥浆流刺大而不能实现与液缸的密封。介绍了一种采用镶套方法修复3NB-1300C型钻井泵排出管的工艺,修复后的钻井泵排出管能承受高压,密封性可靠,使用寿命和性能达到原设计技术要求,节约了材料成本。     

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。     

新型钻井泵动力端优化设计探讨

针对新型钻井泵十字头导板偏磨严重的问题,进行了结构分析和相关尺寸的优化计算,其结果表明,钻井泵动力端采用偏置式结构,其载荷特性明显优于对心式结构,能使十字头外摩擦副正压力降低66％,可有效地防止十字头导板的偏磨。     

钻井泵用于高粘稠油输送

多级离心泵或螺杆泵输送稠油时泵效低,吸入性能差,吸入管及排出管振动大;柱塞泵用于输送稠油时排量小,密封件寿命短,为此,将F—800、F—1300钻井泵设计成输送高粘度稠油泵。对F泵液力端进行了改进,在吸入管上增加了吸入空气包,以降低因吸入不良引起的管线振动。为便于日常维护保养、更换易损件,在靠近输油泵的吸入、排出管线上,增设了放油管线。现场应用表明,各泵站出口压力在8~9MPa,吸入口压力在1~4.5MPa,最大输送量可以达到5883m3/d,完全达到设计要求。     

挂车式钻井泵组的研制

为了解决钻井泵组在搬迁时的超宽等问题,设计并制造了满足公路运输要求的挂车式钻井泵组。该泵组采用半挂车的拖装结构,钻井泵、发动机等一车安装,采用低转速大功率发动机为车上设备提供动力,运输时高度为4.46 m,宽度为3.24 m,长度最短可以做到15 m。发动机与钻井泵一字形布置在半挂车上的方式,解决了公路运输时超宽、超高等问题。现场应用表明,泵组操作灵活,性能优越,用户反映良好,具有广阔的应用前景。