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1、液压钻井泵的设计与试验高学仕，赵怀文，郭公喜1 摘 要 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
2、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。 叙 词 液压驱动 钻井泵 设计 试验 Hydraulicdivedrillingpumpadoptsvariablehydraulicpumpanddynamiccylinderasitspowerendanditsfluidendisidenticalwiththetriplexsingle-actingpistonpump.Thistypeofpumpp
3、rovideslongstroke,lowpumpspeed,adjustabledisplacement,steadydischargepressure,smoothoperaion,lessweight,oftenloseefficacypartswithsignificantlylengthenedlife.Besides,itcanworkwithoutdampener,safetyvalveandchargepump.Ithasshownbytestingthatthistypeofpumpcannomally
4、runanddomestichydraulicpartscanmeettheworkingrequirements.Withtherapiddevelopmentofdrillingtechnique,especiallythatofdeepwell,supredeepwellandhorizontalwell,thedesigningandtestingofpumphasrequiredmoreandmorefordrillingpump.Ithasbenrequiredtohavehighpower,smallwei
5、ght,largedischarge,highandadjustablepressure,goodadaptabilityandlonglifeofoftenloseefficacyparts.Currently,thecrank-guidetriplexsingle-actingpistonpumpshavebeendifficulttofulfilltherequirementsofdrillingtechnology.Toresearch,design,andmanufacturenewtypeofdrilling
6、pumpshasbeensweepingtrendandhydraulicdrivedrillinghasbeenthekeystone.1 设计原则及参数选择1.1 设计原则 从国内外液压驱动的钻井泵研制情况来看，国外以大功率为主，高达1 588 kW。国内石油物探局与天津理工学院合作，已经研制成功14.7 kW的YNB-20型单缸双作用液压驱动的钻井泵。现在正在研制367 kW的YNB-500型钻井泵。根据我国石油钻机在用钻井泵的现状，其功率从367 kW到1 178 kW有多种型号。许多油田又趋向于使用946 k
7、W的三缸单作用钻井泵。因此，我们以国内使用较多的1300型(946 kW)钻井泵为参照系进行参数选择和结构设计，使其理论排量和排出压力都能满足我国钻井工艺的要求，并能充分利用现有钻井泵的零件，从而提高互换性和标准化率。在功率上，从367 kW～1 178 kW，分级形成系列。1.2 主要参数的选择 a) 功率 国内石油钻机在用的钻井泵以SL3NB-1300、3NB-1300C、FB-1300、F-1300型为最多。上述几种型号的钻井泵的功率均为946 kW。我们设计的液压驱动的钻井泵功率选定为950 kW。但同时，也可
8、分成475 kW的2台泵。 b) 压力 最高排出压力pmax=32 MPa。 c) 排量 上述几种钻井泵的排量均与钻机的驱动方式，动力输出的转速及钻井泵的缸套直径多种因素有关。以机械传动的钻机为例，当柴油机的转速为1300r/min时，SL3NB-1300型泵装有φ160mm的缸套，此时它的最大理论排量为31.8
