9000米钻机配用的2200马力的泥浆泵设计

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1、1绪论11.1钻井泵在钻井作业中的作用与意义11.2钻井泵工作状况及设计特点简述21.3钻井泵国内外发展现状与趋势31.3.1钻井泵发展历程31.3.2钻井泵目前发展现状及分析41.4泥浆泵的发展趋势及存在的问题61.4.1发展趋势61.4.2现有泥浆泵存在的主要问题61.5本次设计的意义61.6本文研究的内容622200马力泥浆泵的设计计算82」泥浆泵机泵参数的确定82.1.1原始数据：82.1.2基本参数确定82.2传动方案的确定102.3电动机的选择112.3.1电机类型的选择112.3.2选择电机容量112.3.3确定电机的转速122.4计算传动装置的传动比，并分配传动比。

2、122.5齿轮的设计计算132.6泵外链传动的设计计算172.6.1选择链轮的齿数172.6.2确定计算功率172.6.3计算中心距182.6.4计算链速确定润滑方式182.7曲轴连杆和传动轴系统受力分析182.7.1初估各个零件的计算质量182.7.2曲柄连杆机构的运动分析192.7.3活塞■十字头和连杆的受力分析212.7.4曲轴的受力分析242.7.5传动轴系统的受力分析272.7.6曲轴结构的选择282.8轴、轴承和键的计算282.8.1泵的输入轴的计算282.8.2曲轴的轴径尺寸的确定302.8.3传动端轴承的选用和寿命计算302.8.4键的校核322.9液力端的结构设计

3、332.9.1缸套，活塞，卡箍332.9.1柱塞，缸套332.9.1阀盖和阀总成333经济性分析344结论35参考文献36致谢37附录1动力端受力分析计算程序38附录2泥浆泵使用说明书421、启动前的准备工作及启动421」启动前的准备工作421.2泵的启动422、泵在运转中的注意事项443、泥浆泵安装及维护453.1泥浆泵安装453.2泥浆泵维护453.2.1每天的维护保养453.2.2每周的维护保养463.2.3每月的维护463.2.4每年的维护保养461绪论1.1钻井泵在钻井作业中的作用与意义使用旋转钻井钻石油、天然气井的作业中，钻井泵用于输送钻井液一泥浆，使其循环流动进行洗井

4、。所以钻井泵通常被称为泥浆泵。按其工作的重要性，又将其比拟为钻机的心脏。典型的旋转钻机循环系统图如下图1-1所示：1■水龙带；2•立管;3■钻井泵；4•泥浆筛;5■泥浆罐；6■回流管;7■钻头；&坏形空间；9■钻杆；10-防喷器；11■方钻杆:12-水龙头；图1・1旋转钻机的泥浆循环系统泥浆自泵排出后，首先通过立管、水龙带水龙头和方钻杆等地面管汇，再流入钻柱内孔。然后自钻头水眼喷出，经钻柱外与井壁Z间的环形空间返至地面泥浆罐。泥浆循环是旋转钻井过程屮的关键作业，主要有以下作用：（1）清除井底的岩屑并将其经由坏形空间携至地面；（2）在井壁上造泥饼，防止井壁坍塌；（3）平衡或控制已钻开

5、的井段中的油、气、水层压力，防止井喷；（4）处理井下复杂情况。如遇裂缝地层时泵入填堵材料，遇卡钻时泵入原油、柴油解卡等。（5）冷却钻头，润滑旋转的钻柱。11.2钻井泵工作状况及设计特点简述与目前在工业界屮应用较广泛的其他往复泵相比，钻井泵的作业条件有所不同,简述如下：（1）排量和功率大。在机动往复泵屮，常用的化工用泵、计量泵、高压液压泵等的排量为2~20L/s,功率至多550KWo钻井中在环形空间中有足够的上反速度和钻头水眼上有足够的压力降，一般要求钻井泵单泵有30~50L/s的排量，而功率最大的钻井泵已达2205KWo（2）钻井泵持续工作于野外，并经常移动运输。安装时不可能配有讲

6、究的基础，所谓的泵房至多不过是一•架简易的顶棚。环境条件与维护保养条件极差。这种条件不但无法与固定在厂房里的泵相比，甚至也不能和固井压裂泵相比。固井压裂泵虽然也在井场工作，但可以较安稳的安装在重型汽车上，在野外工作数小时后即可冋基地检修。（3）泵输送的介质是泥浆，其屮含有碱、酸等腐蚀成分和岩屑等固相成分。所以，钻井泵液力端的零件在工作时经受介质的腐蚀，磨砺和冲蚀。上述的基本工作条件又为钻井泵的设计带来以下的特点：a.冲次低。屮、大功率双缸钻井泵的冲次为60〜65min三缸泵的使用冲次为90-120min^o在机动往复泵中是最低的。冲次难以提高的首要原因在于钻井泵的功率和排量很大，

7、安装条件又差，故对因冲次的提高引起的冲击、震动较为敏感；此外,易损件的寿命和吸入条件也是限制冲次提高的重要因素，例如，即使在有喷淋水冷却的条件下，橡胶活塞皮碗的运动平均速度一般需控制在0.9m/s以下。低的冲次要求动力机和曲轴连杆机构之间的传动比大，传动环节多。b.钻井泵不但排量大，而且泥浆具有一定的粘度。有时还需在泥浆屮混入纤维状或片状、粒状的堵漏材料。因此，钻井泵除要求吸入、排出管线有较大的流道面积以外，还要求有较人的阀座孔流道面积和阀升程。钻井泵的阀座孔流道直径