钻井泥浆泵的现状与趋势分析

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1、钻井泥浆泵的现状与趋势分析1.我国泥浆泵的现状轻便钻井泵功率在955kW以下，主要配套于4000m以下钻机，因此,轻便钻井泵的市场前景基本依从于4000m以下钻机的使用现状和发展。根据2000年的统计，中国拥有钻机1000余台，占世界钻机总量的32%,其中，中石油集团公司拥有702台，因此，中石油集团公司的钻机的情况基本反映了国内钻机的现状。在中国石油集团公司拥有的702台钻机中，4000m以下的钻机占总量的80%。平均新度系数仅为0・4,其中48%的钻机新度系数小于0.3,有500台左右的钻机服役10年以上，期待更新。内生产钻井泵的企业主要有:宝鸡石油机械厂、兰州石油机械厂等,但由

2、于各自产品为多年前开发，结构不尽合理，难以满足现代钻井工艺要求。目前，三缸单作用往复式钻井泵存在以下主要问题。(1)钻井泵质量大，难以适应现代轻便钻机的要求，制约着钻机的移运性。(2)冲程短，冲次高钻井泵在不适合的冲次范围内工作，致使液力端寿命短。(3)泵压偏低，不能完全满足现代钻井工艺的需要。(4)结构不合理，部分强度冗余，部分刚度不足，可靠性低，难以满足钻机高可靠性要求O(1)缸套寿命短，难以满足钻机高效率要求。1.国外泥浆泵现状美国钻井泵大量采用三缸单作用泵，其结构特点：泵的液力端、阀箱采用L型，阀箱的吸入阀和排出阀为分体结构，吸入阀采用螺纹压紧，其壳体与阀箱螺纹连接，球形吸入

3、空气包。泵机座多为焊接结构，小齿轮用键固定在传动轴上，大齿轮套安装在曲轴上。曲轴采用直轴与偏心轮一起铸造的结构。轴承采用双列向心球面调心轴承。十字头滑动面经表面淬火磨削。齿轮采用斜齿或无槽人字齿轮。为了加强易损件的互换，阀腔和活塞杆制定了相应的标准。随机辅助工具齐全，有阀座液压拉拔器液压拆卸器、缸套拆卸器等。俄罗斯三缸单作用钻井泵的结构特点：俄罗斯三缸泵的液力端，阀箱采用I形直通式和L形，阀箱的吸入阀和排出阀不是分体结构，而是一体式液力模块。L形阀箱又有吸入阀在前、排出阀在后的常规型和吸入阀在后、排出阀在前的变L形结构。动力端机座有铸件和焊接件，传动采用小螺旋角斜齿轮传动和宽槽人字齿

4、轮。曲轴是由铸造的偏心轮套在直轴上组成的。采用双列圆锥滚子轴承。十字头滑动面经表面淬火磨削。介杆采用双室密封。随机辅助工具齐全，有阀座液压拉拔器.液压拆卸器.缸套拆卸器等。总的来说，国外三缸泵易损件的使用寿命较低。与先进水平相比，尚有不小差距。然而，由于其三缸泵多数运转速度较小（如额定速度为135r/min的泵，经常以70-80r/min运转），而且传动可以调速，因此，泵的功效发挥较好。1.钻井泥浆泵的发展趋势随着钻井工艺技术，特别是高压喷射钻井、近平衡钻井、丛式定向井、水平井等新工艺、新技术的发展，钻井泵进一步向大功率、大排量和高泵压方向推进，作为钻机“心脏”的钻井泵，其性能水平和

5、使用寿命同钻井速率和生产成本有着直接关系，同时其工作条件又十分恶劣，工况也异常复杂，因此，对钻井泵工作的可靠性和安全的要求也越来越高。国内外三缸泵的优点有:液力端L形结构，复合锥面阀胶皮，冷却缸套活塞的内孔喷射移动式喷淋装置，直立式吸入空气包;动力端的体外强力润滑系统，闭式内固定导板机构。钻井技术的发展方向是提高时效，降低成本和采用能够降低成本的新工艺、新技术和新装备。运用大排量高压喷射钻井工艺即是这一趋向的必然选择。高压喷射则由高可靠性的钻井泵来保证。因此，钻井泵的发展趋势是:①降低额定冲数，由150冲/min降到110一120冲/min,②长冲程，最大冲程已达300mm以上。③降

6、低冲次，降低冲次不仅可以提高易损件如活塞密封、缸套的使用寿命，而且还可以减少惯性损失，改善泵的吸入性能，同时提高泵动力端齿轮.轴承等零部件的使用寿命，大大提高钻井泵的可靠性。因此合理降低泵的冲次，适当增加泵的冲程长度，既满足钻井过程中的排量要求，又能确保泵的自吸性能，充分发挥了泵的效能，成为今后钻井泵设计的发展方向。