对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析

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1、２０１５年第４４卷石油矿场机械第９期第３１页犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０１５，４４（９）：３１３５文章编号：１００１３４８２（２０１５）０９００３１０５对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析王大庆，李华，姚进，余德平（四川大学制造科学与工程学院，成都６１００６５）摘要：合理降低钻井泵冲次可以提高钻井泵内活塞、活塞皮碗、缸套、泵阀等易损件的工作寿命，提高钻井泵可靠性，从而缩减钻井泵停车检修时间，提升钻井泵作业效率。提出了一种对置活塞结构泵，介绍了其结构及工作原理。

2、与传统活塞钻井泵相比，在相同钻进作业流量需求场合，对置活塞泵冲次可以大大降低，理论上可减小５０％；通过动力学分析软件的运动学仿真分析得出，对置活塞泵活塞速度幅值变化量减小５０％，速度曲线波动程度减弱；加速度幅值变化量减小７５％，加速度曲线波动程度减弱。在相同流量需求场合，对置活塞泵冲次更低，运转更加平稳。关键词：钻井泵；冲次；易损件；寿命中图分类号：ＴＥ９２６文献标识码：Ａ犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３４８２．２０１５．０９．００８犕犲犮犺犪狀犻狊犿犘狉犻狀犮犻狆犾犲犪狀犱犓犻狀犲犿犪狋犻犮犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犗狆狆狅狊犲犱犘犻狊狋狅狀犇狉犻犾犾犻

3、狀犵犘狌犿狆ＷＡＮＧＤａｑｉｎｇ，ＬＩＨｕａ，ＹＡＯＪｉｎ，ＹＵＤｅｐｉｎｇ（犛犮犺狅狅犾狅犳犕犪狀狌犳犪犮狋狌狉犻狀犵犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛犻犮犺狌犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犲狀犵犱狌６１００６５，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｒｅａｓｏｎａｂｌｙ，ｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｑｕｉｃｋｗｅａｒｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｓｕｃｈａｓｔｈｅｐｉｓｔｏｎ，ｔｈｅｐｉｓｔｏｎｓｅａｌ，ｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｌｉｎｅｒａｎｄｔｈｅｐｕｍｐｖａｌｖ

4、ｅｃａｎｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｕｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｕｓｔｈｅｔｉｍｅｓｐｅｎｔｉｎｒｅｐａｉｒｗｏｒｋｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｕｍｐｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙｉｓａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｔｒｅｎｄｆｏｒｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ａｎｅｗｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐｗｉｔｈｔｈｅｏｐｐｏｓｅｄｐｉｓｔｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅ

5、ｄ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｏｐｐｏｓｅｄｐｉｓｔｏｎｐｕｍｐ（ＯＰＰ）ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｆｌｏｗｒａｔｅｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅｐｕｍｐｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅＯＰＰｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｈａｌｆｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ．Ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙ

6、ａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｒｅｄｕｃｅｄｂｙ５０％，ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ，ａｎｄｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｒｅｄｕｃｅｄｂｙ７５％，ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯＰＰｐｉｓｔｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｒｉｌ

7、ｌｉｎｇｐｕｍｐ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｆｌｏｗｒａｔｅｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅＯＰＰｗｏｒｋｓｍｏｒｅｓｍｏｏｔｈｌｙｗｉｔｈｌｏｗｅｒｐｕｍｐｓｐｅｅｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ；ｐｕｍｐｓｐｅｅｄ；ｑｕｉｃｋｗｅａｒｐａｒｔｓ；ｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ［１］在使用旋转钻井法钻井作业中，钻井泵用于输冷却钻头、处理井下复杂情况等目的。国内外主送钻井液，使其循环流动于钻井作业的整个工作过流的钻井泵是２０世纪７０年代开始使用的三缸单作程，以达到携带钻井岩屑、