XXX压裂用大功率五缸柱塞泵的研制.pdf

石油机械 PETRoLEuMMAcHINERY cHINA 2007年第35卷第2期 ．．新产品开发◆ 压裂用大功率五缸柱塞泵的研制4 张国友1’2 冯 定1 游 艇2 (1．长江大学2．江汉石油管理局第四石油机械厂) 摘要 随着油田压裂工艺的发展，大功率的柱塞泵越来越成为压裂作业的发展趋势，为此， 研制了sJ2500五缸柱塞泵。这种泵具有压力高、排量大、性能可靠、结构紧凑、操作灵活等特 点，采用一种柱塞的性能参数(压力、排量)可覆盖目前所有固井、压裂用三缸柱塞泵在各种柱 塞时的性能参数，是油田酸化压裂作业的理想设备。该泵于2006年7月在美国德克萨斯州井场工 h的现场施工，整个泵运行状态良好，美国用户对泵 作，其噪声等级低于现场其它泵，经过354 的整个操作很满意。 关键词 五缸柱塞泵 大功率 酸化压裂 近年来，随着油田压裂工艺的发展，配套酸化 力端总成、液力端总成和润滑系统等组成。 压裂设备中需要高压力、大排量、性能可靠、操作 1．动力端总成 方便、工作平稳、结构紧凑合理的压裂泵，从而满 动力端总成设计原则：①各零部件满足在最大 足油田压裂作业需求。大功率的柱塞泵越来越成为 功率下的强度和刚度要求；②各运动副必须有可靠 压裂作业的发展趋势。 的润滑；③采用尽可能大的连杆比，以提高吸人和 866 国外很早就开始对1 kW五缸柱塞泵进行 排出性能；④检修和更换易损件方便。 设计时壳体采用钢焊接结构，由6块支撑板组 研究，目前SPM公司开发的QWS2500LW五缸柱 塞泵、GardnerDenver公司开发的C—2500、成机架，曲轴6个轴承座和小齿轮轴的2个轴承座 焊在支撑板上，5个缸套分布在各支撑板之间的空 GD2500系列五缸柱塞泵已投人使用，而国内在此 领域的开发仍然是一片空白。鉴于此，江汉石油管 间，改进了原三缸柱塞泵的壳体结构，将齿轮盖、 理局第四石油机械厂于2005年开发出具有我国自前盖和后盖与泵壳做成一整体，增加了壳体强度， 主知识产权的SJ2500五缸柱塞泵，制动功率可达l减少了漏油几率。为提高焊接质量，设计加工了2 866 500 kw(2 套焊接工装；为防止加工后壳体变形，进行焊后去 hp)，性能达到国外同类产品先进 水平，价格比进口同类机型便宜。该机型替代进口 应力处理，并设计了壳体镗夹具和专用刀盘、镗 产品后，可为国家节约大量的外汇。由于该泵结构 杆，在数显镗床上初加工，在RTl600加工中心上 紧凑、操作灵活，因此可大大降低工人的劳动强 精加工。 度，显著提高压裂作业质量和效率，有效促进油田 曲轴采用整体式结构，由6个重型圆柱滚子轴 的技术进步。五缸柱塞泵的研制成功必将逐渐取代 承支撑，双向定位，工作可靠，刚性好，避免了偏 大功率大排量三缸柱塞泵的垄断地位，成为油田压 心轮式曲轴结构复杂、质量大的缺点，各曲拐钻有 裂作业设备的新一代替代产品。 相贯通的油道，以润滑连杆轴瓦。考虑到多曲拐连 杆机构空间运动情况复杂，设计中采用三维动画设 结构及原 理 计软件，模拟动力端运动，保证设计质量。 齿