周恕毅，向 鵬，張芳芳，唐 林，陳宗強(qiáng)，弋大浪，程 建

（1.四川宏華石油設(shè)備有限公司 成都研發(fā)部，成都610036；2.中石化西南局 川西采氣廠，四川 德陽(yáng)618000）＊

鉆井泵主要由動(dòng)力端和液力端2大部分組成。動(dòng)力端為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)中間拉桿傳遞到液力端，實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水功能，即把低壓泥漿轉(zhuǎn)化為高壓泥漿，滿足鉆井作業(yè)的需要［1］。鉆井泵工作過(guò)程中，必須保證動(dòng)力端的曲柄連桿機(jī)構(gòu)具有良好的潤(rùn)滑條件，如果潤(rùn)滑油被污染，將影響動(dòng)力端運(yùn)動(dòng)件的壽命。鉆井泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)中間拉桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液力端的泥漿容易沿中間拉桿進(jìn)入動(dòng)力端，泥漿中含有固體顆粒，有時(shí)還含有高硬度的石英砂等，這對(duì)動(dòng)力端內(nèi)的各摩擦副是致命的。同時(shí)，動(dòng)力端的潤(rùn)滑油也容易沿中間拉桿泄露，因此中間拉桿的密封效果將直接影響到整臺(tái)鉆井泵的正常工作。鉆井泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鉆井泵結(jié)構(gòu)

1 傳統(tǒng)擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)［2－3］

傳統(tǒng)的鉆井泵擋泥盤(pán)是采用配作的方法，即在鉆井泵機(jī)架焊接前便在機(jī)架安裝擋泥盤(pán)的橫墻板上加工好安裝擋泥盤(pán)的螺紋孔及定位銷孔。加工擋泥盤(pán)時(shí)，首先將擋泥盤(pán)安裝在機(jī)架上，然后加工擋泥盤(pán)上用于安裝填料盒的內(nèi)孔。傳統(tǒng)擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

這樣的加工處理方法有以下3方面的缺點(diǎn)：

1） 安裝擋泥盤(pán)的螺紋孔和銷孔是在機(jī)架焊接之前加工好的，機(jī)架焊接后需進(jìn)行退火處理，退火處理會(huì)引起螺紋孔和銷孔變形。

2） 擋泥盤(pán)是用螺栓和圓柱銷安裝到機(jī)架橫墻板上后再鏜擋泥盤(pán)中心孔，屬于配做，故擋泥盤(pán)不具有互換性，一旦擋泥盤(pán)損壞，在現(xiàn)場(chǎng)將無(wú)法找到合適的擋泥盤(pán)更換。

3） 由于擋泥盤(pán)中心孔尺寸小，故無(wú)法利用鏜鉆井泵機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔的專用鏜孔夾具加工擋泥盤(pán)中心孔，擋泥盤(pán)中心孔的加工需在鏜床上重新裝夾并加工。因此，擋泥盤(pán)中心孔與機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔的同軸度很難保證，造成填料盒安裝到擋泥盤(pán)上后，填料盒內(nèi)的密封件與中間拉桿偏磨，降低填料盒內(nèi)密封件的壽命，造成漏油；同時(shí)，擋泥盤(pán)中心孔不能與機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔用1套鏜孔夾具加工，這樣既浪費(fèi)擋泥盤(pán)中心孔的加工時(shí)間，又占用精度高的大型鏜床，經(jīng)濟(jì)性不高。

圖2 傳統(tǒng)擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)

2 新型擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)［2－3］

新型擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)中，機(jī)架上安裝擋泥盤(pán)的螺紋孔及銷孔不再是機(jī)架焊接前便加工好。新結(jié)構(gòu)中，擋泥盤(pán)內(nèi)孔不再是安裝到機(jī)架上后配鉆，擋泥盤(pán)上加工有定位止口，而機(jī)架上加工有定位止孔，擋泥盤(pán)和機(jī)架的安裝靠定位止口保證，改進(jìn)后擋泥盤(pán)與機(jī)架之間的連接如圖3所示。

圖3 新型擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)

具體操作過(guò)程如下：

1） 機(jī)架機(jī)加工時(shí)，利用鏜機(jī)架滑道孔和液力端安裝孔的鏜孔工裝1次將機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤(pán)安裝定位孔加工完成，這樣便能很好地保證這3個(gè)部位的同軸度。

2） 待機(jī)架擋泥盤(pán)定位止口孔加工完成后，以機(jī)架擋泥盤(pán)定位止口孔為基準(zhǔn)，在機(jī)架上加工安裝擋泥盤(pán)的螺紋孔，由于采用止口定位，機(jī)架上不再加工銷孔。

3） 精加工擋泥盤(pán)，保證擋泥盤(pán)上定位止口與填料盒安裝孔之間的同軸度。

4） 將擋泥盤(pán)用螺栓固定在機(jī)架上。

采用新型擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：

1） 加工機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤(pán)安裝定位止口孔為1次加工完成，能很好地保證它們之間的同軸度，同時(shí)1次加工完成減少了這幾個(gè)部位的加工時(shí)間，節(jié)約了成本。

2） 擋泥盤(pán)不再是安裝到機(jī)架上后配鉆，該零件為單獨(dú)加工，該零件加工完成后再裝配到機(jī)架上，這樣便保證了擋泥盤(pán)的互換性。

3） 由于機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤(pán)安裝定位止口孔間的同軸度很好，只要保證擋泥盤(pán)定位止口與填料盒安裝孔之間的同軸度，擋泥盤(pán)安裝到機(jī)架上后便能保證機(jī)架滑道孔、液力端安裝孔和擋泥盤(pán)上填料盒安裝孔之間的同軸度。這樣鉆井泵在工作過(guò)程中，中間拉桿與填料盒之間的偏磨量大幅減小，極大地延長(zhǎng)了填料盒中密封件的使用壽命，而且密封效果更好。

3 結(jié)論

1） 新型擋泥盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)不但縮短了機(jī)架的加工周期，減少了占用大型機(jī)床的時(shí)間，還節(jié)約了加工成本。

2） 該結(jié)構(gòu)使得擋泥盤(pán)在具有了互換性的同時(shí)，還減少了填料盒與中間拉桿之間的偏磨量，延長(zhǎng)了密封件的壽命，提高了密封效果，使得整臺(tái)鉆井泵動(dòng)力端更為安全可靠。

3） 該結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好。

［1］沈?qū)W海.鉆井往復(fù)泵原理與設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990：114－116.

［2］胡俊成.鉆井泵介桿密封盒固定裝置：中國(guó)，CN200820109560.0［P］.2008－07－31.

［3］王 杰.機(jī)械制造工程學(xué)［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004.