长冲程螺旋驱动往复泵研究与设计.pdfVIP

维普资讯 第21卷第3期 机电产品开发与 崭 VOI．21．N0．3 2o08年 5月 Development＆InnovationofMachinery＆ ElectricalProducts 长冲程螺旋驱动往复泵研究与设计 张 然 。刘勇军 (1．西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500；2．鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458000) 摘 要：提 出一种 由滚珠螺旋机构来驱动活塞进而驱动泥浆 的往复泵。所提 出的动力端驱动的钻井泵具有 结构简单、传动平稳、重量轻、效率高、移运快速、流量波动小、功率组合灵活等优点．适用于钻 井过程的泥浆泵。用该泵代替 目前广泛使用的三缸泵。可以延长钻井泵的使用寿命 。取消钻井泵 上的空气包，提 高钻井泵的整体性能。 关键词 ：钻井泵 ；磁粉离合器；变频器 ；滚珠螺旋 中图分类号 ：TN77 文献标识码：A 文章编号 ：1002—6673 (2008)03—059—03 珠螺旋 、丝杠 、滚珠支撑、喷淋装置、活塞 、汽缸以及 0 引言 液力端等部分组成 ，其传动示意图见图 1。 在现代石油钻井 中，泥浆起着冷却钻头 、破碎岩 石 、携带岩屑等作用 ．被称为是钻井生产 的 “血液 ”。 5，齿轮 泥浆泵 (又称钻井泵)作为钻井液循环系统 的 “心脏”， 是钻井过程中不可缺少的设备。 目前广泛使用的钻井泵 是由曲柄连杆机构驱动 的三缸单作用泵 ．而且这种泵还 有继续生产和使用的大趋势。但是这种泵也有其本身无 法克服 的缺点 。三缸单作用钻井泵具有体积大 、重量 大、冲次高、冲程短、液力端部件容易损坏、输出流量 l1 12 1314 15 16 17 18 1920 21 波动大等缺点，而且 由于其结构的原因，使得这些缺点 很难加 以克服 。本文正是针对三缸单作用钻井泵的缺 图1长冲程螺旋驱动往复泵传动示意图 Fig．1Thetransmissionprincipleoflong-strokedrillingpump 点 ．提出了一种具有长冲程 、低冲次、螺旋驱动的钻井 长冲程螺旋驱动往复泵的整个工作过程是这样 的： 泵 ．这种钻井泵与三缸单作用泵相 比具有体积小 、重量 轻、输出流量理论无波动等特点 ，更加适合于现代钻井 泵启动后 ，电动机 1转动 。带动齿轮 2转动 。与齿轮2 相啮合的齿轮 3也开始转动。在开始转动时磁粉离合器 对钻机高移运性能的要求 ．而且钻井泵各功能部件的寿 4接通 。此时．齿轮 8转动 。同样齿轮 9也跟着转动 ， 命将大大提高。 与齿轮 8啮合 的齿轮 7也跟着转动 ．齿轮 6也转动 。齿 1 设计思想及 工作原理 轮9的转动带动与之啮合 的齿轮 1O转动 ，由于齿轮 1O 和滚珠螺旋副的螺母 14通过键连接 。故螺母 14此时也 从克服三缸单作用钻井泵缺点的角度 出发 ．本方案 跟着转动 ．这样就带动丝杠 18作直线运动 ，由于丝杠 的总体设计思想是增加钻井泵的冲程、减小钻井泵的冲