CN2323166Y - 液压节能泥浆泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种液压节能泥浆泵。它由动力端和液力端两大部分组成,动力端由径向轴塞泵与电动换向阀通过管汇油任连接,电动换向阀的三个高压油出口和三个低压回油口分别用同一根管线与三个动力油缸相连,油缸活塞固定在油缸拉杆端头,并套在油缸套中,三个油缸拉杆与三个泵缸拉杆分别通过卡箍用螺栓将动力端与液力端连接成一整体。本实用新型结构新颖,操作简单,节能效果好,长冲程、低冲次和变排量,重心低、稳定性好。
Description
本实用新型涉及一种泥浆泵，特别是指一种液压节能泥浆泵。
泥浆泵是石油钻机的“心脏”，泥浆泵用于钻井时循环泥浆，以冲洗井底，携带岩屑，冷却钻头和加固井壁。在用涡轮钻具钻井时，还用被循环的泥浆作驱动涡轮钻具的动力。
现有的泥浆泵为机械驱动式，它需采用传动轴、皮带轮、被动轴、齿轮、曲柄连杆、十字头等驱动件及排出空气包，灌注泵等辅助部件，并需采用大功率的柴油机才可带动，耗能高、重量重、且排出压力波动大，稳定性差，需通过更换不同内径的缸套来实现泥浆泵的排量，泵压变化，增加了工人的体力劳动。
本实用新型的目的在于提供一种采用液压径向轴塞泵和三个动力油缸作驱动件的液压节能泥浆泵。它采用一台柴油机经皮带轮带动径向轴塞泵，径向轴塞泵产生有压液体驱动三个动力油缸，动力油缸分别通过活塞杆与泥浆泵液力端三个泵缸活塞杆连接，进行往复运动，使钻井液正常循环。
本实用新型的目的是这样实现的，它由动力端和液力端两大部分组成，动力端包括径向轴塞泵(1)、电动换向阀(2)、管汇、动力油缸缸套(3)、油缸活塞(4)、油缸拉杆(5)、蓄能器(18)等部件；液力端包括泵体(10)、泵缸活塞(9)、缸套(7)、泵缸拉杆(8)等部件；具体连接关系如下：
径向轴塞泵(1)与电动换向阀(2)通过管汇油任连接，管汇中并装溢流阀等装置；电动换向阀(2)通过支架用螺栓固定在底座(19)上；电动换向阀(2)的三个高压油出口和三个低压回油口分别用同一根管线(20)与三个动力油缸缸套(3)无杆腔通过法兰(21)用螺栓连接，动力油缸缸套(3)通过无杆腔端头法兰(21)用螺栓与泵机架固定。油缸活塞(4)通过油缸拉杆(5)端头螺帽固定在油缸拉杆(5)端头，并套在油缸套(3)中，油缸活塞(4)上装有的密封圈，起密封作用。挡泥板(16)分两半园通过螺栓分别卡在三个油缸拉杆(5)上，用以阻挡泵头缸套来的泥浆，保护液力油缸。
泵缸缸套(7)通过缸套卡箍(13)固定在与泵体(10)连接的缸套座(22)上，缸套座(22)用螺栓固定在泵体(10)上，泵缸活塞(9)通过泵缸拉杆(8)端头螺帽固定在泵缸拉杆(8)端头，并套在缸套(7)中，泵缸活塞(9)上装有密封圈，起密封作用，泵体(10)用螺栓固定在机架上。排出管(11)与泵体(10)连接，并用螺栓固定在泵体(10)上，吸入管(12)用螺栓与泵体(10)连接，并用螺栓固定在底座(19)上。
三个油缸拉杆(5)与三个泵缸拉杆(8)分别通过卡箍(6)用螺栓将动力端与液力端连接成一整体。
水箱(14)放在底座(19)上，用于通过喷淋泵冷却泵缸缸套(7)的，电动换向阀(2)总低压回油口通过管线(23)与油箱(15)相连，油箱(15)通过螺栓固定在底座(19)上，用来储存和冷却工作用液压油。径向轴塞泵(1)与蓄能器(18)通过管汇相连，溢流阀门装在径向轴塞泵(1)与蓄能器(18)相连的管汇中，用来调节蓄能器(18)的工作压力，蓄能器(18)通过管线与三个动力油缸有杆腔分别相连，用螺栓固定在油箱(15)上。蓄能器(18)与三个油缸有杆腔相连的管线中均装有溢流阀(17)，三个动力油缸有杆腔用管线相互连通。
径向轴塞泵轴头装皮带轮(24)，便于柴油机动力通过皮带输入。
图1为液压节能泥浆泵结构示意图
图2为图1的俯视结构示意图
图3为图1的右视结构示意图
结合附图将本实用新型的结构和工作原理作进一步说明：
液压节能泥浆泵工作原理如下：
工作机构由动力油缸和泵缸两部分组成，动力油缸拉杆(5)与泵缸活塞杆(8)用卡箍(6)相联接，三个动力油缸的有杆腔用管线相互连通，有杆腔的液量由蓄能器(18)来供给，而蓄能器(18)的液量由变量径向轴塞泵(1)供给，并工作压力由溢流阀门调节。无杆腔中的液体进出都要通过电动换向阀(2)控制。电动换向阀(2)是控制换向动作的核心元件，换向阀(2)由阀心与阀体组成。阀体固定不动而阀心旋转，电动换向阀(2)由交流无级调速电动机(25)驱动，转速可调，使泵冲次变化，从而达到液压节能泥浆泵不同泵压，排量的目的。电动换向阀(2)有一个高压油进油口，三个分别相差120°的高压油出口，高压出口油分别进入三个动力油缸无杆腔，电动换向阀(2)有三个低压回油口和一个总低压回油口，总低压回油口油回油箱，三个低压回油口与三个高压油出口相应相差180°，在电动机的驱动下，阀心上的各油口按一定顺序从高压到低压切换，使得三个动力油缸和泵缸也遵循一定顺序进行换向动作，依次完成钻井液的吸入与排出过程。
液压节能泥浆泵的工作过程是：液压径向轴塞泵(1)由柴油机经皮带与皮带轮(24)传动，径向轴塞泵(1)将液压油加压后，大部分油经过电动换向阀(2)和管线依次进入动力油缸的无杆腔内，使其作用在动力油缸活塞(4)上的液压力向右推动泵缸活塞(9)作钻井液的排出过程。另一部分油经过管线(管线中装单向节油阀)分别进入动力油缸的有杆腔以及管线、蓄能器(18)。排出过程结束，电动换向阀(2)切断进油口而接通回油口，作用在有杆腔活塞(4)上的液压力就向左推动泵缸活塞(9)进行钻井液的吸入过程。
三个活塞组的工作过程是：当第一个活塞组完成泵缸的排出过程后，换向阀接通第二个活塞组的动力油缸进油口，液压油经管线进入无杆腔中，推动第二个活塞组开始泵缸的排出过程。与此同时，换向阀切断第一个活塞组的动力油缸进油口并接通其回油口，动力油缸在有杆腔液力的作用下，向左运动进行泵缸的吸入工作。当第二个活塞组完成排出过程，换向阀又将第三个活塞组的动力油缸进油口接通，液压油经管线进入无杆腔中，使第三个活塞组也开始其排出过程。同时第二活塞组又开始进行下一轮的吸入过程。电动换向阀旋转一圈，三个液缸相差120°作一次液体排出过程。每个液缸液体排出与吸入相差180°，如此循环往复，实现了均匀平稳地运行，满足了生产要求。
本实用新型的优点是：
1、节能效果好，负荷轻。由于液压节能泥浆泵是液力驱动式泥浆泵，采用变量径向轴塞泵将液压油加压后，经三个动力油缸将液压力变为往复运动，分别通过三个活塞与泵缸活塞杆连接实现往复运动，使钻井液正常循环，满足钻井生产的需要。这样最大负荷只有360HP就可满足机械驱动式泥浆泵最大负荷1300HP才能完成的正常正作。因此可成倍节约能源，这样一台原带动3NB-1300泥浆泵的12V190柴油机，最大持续功率1080HP，就可以带动液压节能泥浆泵三台，或者改用360HP左右的一台小柴油机来带动一台液压节能泥浆泵正常工作，可大大节约功率，节约能源。如果全国都使用液压节能泥浆泵，每年可节约大量的能源。
2、长冲程、低冲次和变排量。液压节能泥浆泵采用长冲程、低冲次和变排量的方法，可减少上水***灌注泵，降低泵活塞杆的速度，延长密封件、缸套和活塞等易损件的寿命，减少更换易损件和修理时间。由于电动换向阀速度可调，实现了泵的冲次变化，从而变换泥浆泵的排量，可以减少机械驱动式泥浆泵，通过更换不同内径的缸套来实现泥浆泵排量，泵压变化的麻烦，提高了泥浆泵的利用率，减少了工人的体力劳动。
3、排出压力波动小。液压节能泥浆泵的液力端泵缸活塞在整个冲程中几乎作恒速运动，只是当活塞最后在接近冲程终点时排量有一个微小的变化，再加冲程长、缸径大、冲次低，因此，液压节能泥浆泵的排量和压力的波动小，消除机械驱动泥浆泵所固有的脉冲，液压节能泥浆泵排出口不再设置排出空气包。
4、液压节能泥浆泵重量轻、体积大、重心低、稳定性好，运输方便。由于液压节能泥浆泵减少了机械驱动式泥浆泵的传动轴、皮带轮、被动轴、齿轮、曲柄连杆、十字头、排出空气包、灌注泵等部件，因此大大减少了泵的重量，降低了泵的重心，提高了稳定性。只是因为加长了泵冲程长度和加大泵缸缸径，增加了整个泵的长度，但整个泵的重量还是比机械驱动式泥浆泵重量降低60％左右，节约了材料，提高了可运性。
5、液压节能泥浆泵能够在低转速下获得大推力，能在较大范围内实现无级调速、运转平稳、传动简单、准确可靠、操作简单，可实现远程控制和过载保护。活塞、活塞杆和缸套等元件的自润性好，并可实现标准化、系列化和通用化。
6、液压节能泥浆泵安装方便，占地面积小，即可单台使用，也可两台并用，以增大排量或提高泵压，满足钻井生产的需要。
Claims (7)
1、一种液压节能泥浆泵，它由动力端和液力端两大部分组成，动力端包括径向轴塞泵(1)、电动换向阀(2)、管汇、动力油缸缸套(3)、油缸活塞(4)、油缸拉杆(5)、蓄能器(18)等部件；液力端包括泵体(10)、泵缸活塞(9)、缸套(7)、泵缸拉杆(8)等部件；其特征在于：
径向轴塞泵(1)与电动换向阀(2)通过管汇油任连接，管汇中并装溢流阀等装置；电动换向阀(2)通过支架用螺栓固定在底座(19)上；电动换向阀(2)的三个高压油出口和三个低压回油口分别用同一根管线(20)与三个动力油缸缸套(3)无杆腔通过法兰(21)用螺栓连接，动力油缸缸套(3)通过无杆腔端头法兰(21)用螺栓与泵机架固定；油缸活塞(4)通过油缸拉杆(5)端头螺帽固定在油缸拉杆(5)端头，并套在油缸套(3)中，油缸活塞(4)上装有密封圈；
泵缸缸套(7)通过缸套卡箍(13)固定在与泵体(10)连接的缸套座(22)上，缸套座(22)用螺栓固定在泵体(10)上，泵缸活塞(9)通过泵缸拉杆(8)端头螺帽固定在泵缸拉杆(8)端头，并套在缸套(7)中，泵缸活塞(9)上装有密封圈，泵体(10)用螺栓固定在机架上；排出管(11)与泵体(10)连接，并用螺栓固定在泵体(10)上，吸入管(12)用螺栓与泵体(10)连接，并用螺栓固定在底座(19)上；
三个油缸拉杆(5)与三个泵缸拉杆(8)分别通过卡箍(6)用螺栓将动力端与液力端连接成一整体。
2、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于水箱(14)放在底座(19)上。
3、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于电动换向阀(2)总低压回油口通过管线(23)与油箱(15)相连，油箱(15)通过螺栓固定在底座(19)上。
4、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于径向轴塞泵(1)与蓄能器(18)通过管汇相连，溢流阀门装在径向轴塞泵(1)与蓄能器(18)相连的管汇中。
5、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于蓄能器(18)通过管线与三个动力油缸有杆腔分别相连，用螺栓固定在油箱(15)上。
6、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于蓄能器(18)与三个油缸有杆腔相连的管线中均装有溢流阀(17)，三个动力油缸有杆腔用管线相互连通。
7、如权利要求1所述的液压节能泥浆泵，其特征在于挡泥板(16)分两半园通过螺栓分别卡在三个油缸拉杆(5)上。
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| CN2323166Y true CN2323166Y (zh) | 1999-06-09 |
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| CN (1) | CN2323166Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102155375A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-08-17 | 镇江宝城注浆设备有限公司 | 恒功率可调双液无级配比同步注浆泵 |
| CN105484966A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-04-13 | 四川劳玛斯特高胜石油钻采设备有限公司 | 一种柱塞式多液缸组合泥浆泵 |
| CN109882372A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-14 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 一种油气田用往复式三缸柱塞泵 |
| CN111520306A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-11 | 西北工业大学 | 一种新构型动力往复式泥浆泵 |
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1998
- 1998-05-08 CN CN 98204192 patent/CN2323166Y/zh not_active Expired - Fee Related
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