專利名稱：雙體多缸高壓注漿泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動機械液泵，適用于石油鉆探輸送大流量高壓泥漿和采油高壓注水、清除和舒通港口、碼頭及江河航道底部的泥沙、大型電廠遠距離排泄粉煤灰、選礦廠排泄尾礦沙、大型地下工程注漿堵水及加固、被淹井巷搶險救災等。
背景技術：
目前國內各大油田使用的是3NB130C型泥漿泵。該泵的排漿量和壓力雖能滿足鉆進的技術要求，但其缺欠對石油鉆井的影響很大。主要不適應之處是1、泵的體積過大，自身的重24.35噸，再加上龐大的傳動系統和1300馬力的大型柴油機，每套總重80多噸。2、每套泥漿泵的造價昂貴，超過150萬元。3、該泵是單作用的柱塞泵，沖程次數過大120次/分，柱塞在缸筒內運動輸速度為1.22m/秒，失去自吸功能，全靠附泵壓力供漿。4、泵的三套漿缸和6個吸排漿閥是整體結構，十分笨重，維護檢修不便。5、缺少變速和離合裝置，調整漿量和壓力必須整機停機，更換缸筒和活塞。
石油鉆探是流動性最強的施工現場，這樣笨重的泥漿泵每年搬家多次，拆卸、運輸、安裝給石油工人帶來極大的困苦，對石油工業的高速發展受到一定的障礙。
發明內容本發明要解決的技術問題是克服現有油田鉆井泥漿系統的設備復雜、過于龐大而笨重、造價昂貴、操作和維護不便的缺欠，提供一種動力傳動與泵固為一體，多漿缸往復作功的活塞泵，較現有油田泥漿泵系統的重量減輕10倍、造價減少5倍，并具有離合、變速、自吸功能；排漿量、壓力隨意調節；操作、維護、檢修便捷的一種大型多功能高壓姊妹泵。
采用的技術方案是雙體多缸高壓注漿泵，包括二個多漿缸泵、電機、離合器、減速機，二個多漿缸泵在結構上相同，且對稱地設置在電機的兩側，電機輸出軸上裝設有離合器，離合器通過萬向連軸器與減速機的輸入軸連接，減速機兩側各有一個輸出軸，二個輸出軸分別通過萬向連軸器與對應的多漿泵的變速滑動花鍵軸連接。
上述的多漿泵裝設有變速手柄，且與變速滑動花鍵軸嚙合，變速滑動花鍵軸上裝設有三位變速滑動齒輪；多漿缸泵上裝設有傳動軸和曲軸，在傳動軸上裝設有三個三位變速固定齒輪和小人字齒輪，變位變速滑動齒輪可分別與傳動齒輪上的三個三位固定變速齒輪嚙合或分離，小人字齒輪與大人字齒輪嚙合，大人字齒輪的兩側分別連接曲軸，曲軸與連桿軸聯結，連桿另一端依次裝配有滑塊，活塞桿；活塞桿的另一端與活塞連接，活塞密封在漿缸缸筒內。
上述的泵有八套獨立的漿缸系統，八個吸漿匯合管并聯在吸漿總管上，每一個吸漿匯合管末端設置一個吸漿控制閥，二個排漿閥式并聯在排漿匯合管上，八根排漿匯合管通過單向逆止閥并聯在排漿總管上。
上述的電機輸出軸上裝設有飛輪，離合器裝設在飛輪上。
本發明是通過以下技術方案實現雙體多缸泵同時運轉，分別變速的。電機輸出軸上緊固一個飛輪，機械離合器安排在飛輪上，離合器的傳動用萬向連軸器與減速器連接，而減速器的兩端輸出軸分別用萬向連軸器與左右兩泵的變速花鍵滑動軸連接。每臺泵各有三個齒數不等的滑動變速齒輪，靠變速手柄撥動，可隨意左右滑動，分別與傳動軸上的三個變速齒輪嚙合，傳動軸呈現出三種不同的轉速。傳動軸中間有一組固定的小人字齒輪與曲軸中間的大人字齒輪嚙合，使曲軸具有三種不同的轉速。大人字齒輪帶動兩側的曲軸和連桿大頭做圓周運動，使連桿小頭、十字頭滑塊、活塞桿和活塞做直線往復運動，通過缸筒前、后壓蓋的頂部和側面各有兩套排、吸漿閥的動作，實現活塞往復吸、排漿的功能。該泵的多個吸、排漿閥通過吸漿匯合管從一根供漿管吸入和通過排漿匯合管集中到一根高壓管路排出。
本發明與現有油田使用的泥漿泵相比有如下積極效果1、本發明是實現油田鉆井現代化的基礎。油田鉆井所用的鉆機和兩臺泥漿泵的動力為三臺大型柴油發動機通過復雜而龐大的傳動系統帶動。本發明是將2-3臺雙體多缸泵改為簡單易行的電機直接帶動。動力源因地而異，有條件可直接利用外接電源，偏僻地區利用柴油發電機供電。鉆機改為電機直接帶動的效果更穩定，提高鉆進速度。這樣可使油田鉆井的設備變的輕便靈活、操作簡單、維修便利、提高鉆進速度，同時大幅度降低設備成本。
2、每臺泵有兩個獨立的泵體，各有四套雙作用的漿缸，每套漿缸有8種不同規格(Φ100-60)的缸筒和活塞，可根據鉆孔所需的實際情況，隨時更換，改變排漿量和壓力。
3、雙體多缸泵有一套離合裝置，電機正常運轉的狀態下，搬動離合器的手柄，同時控制兩泵的停、啟或更換變速檔位。若將左泵或右泵的變速檔位置于空檔位時，實現左泵或右泵停機備用，進行更換缸筒或檢修，另一側泵正常工作。
4、雙體多缸泵各有一套獨立的變速裝置，各有三個變速檔位和兩個空檔位，傳動比分別是高速1、中速1.43、低速2.81。由于變速比大，完全適應油田鉆井在不同深度需求不同漿量所需壓力的變化。如淺孔時鉆孔的孔徑大，需大漿量低壓力排泄泥沙或巖粉，需用高速。而深孔的孔徑多次縮小，需要高壓力、小排量排泄巖粉，需用低速，低速較高速的壓力增加2.81倍，但排漿量減少2.81倍，恰好滿足鉆井對泥漿泵的排漿量和壓力的需求。再加上缸筒還有8種不同規格的直徑，可隨時更換，更完全能適應對各種復雜條件的不同需求。
5、國內油田普遍使用的3NB130C型泥漿泵的柱塞運動速度過快(1.4m/秒)，吸漿靠補泵壓力供漿。本發明靠8套漿缸活塞往復作功，運動速度較緩(0.15m-0.42m/秒)，具有很強的自吸功能，無需補泵壓力供漿。
6、每個油田鉆井配備2-3臺雙體多缸泵完全滿足鉆探的需求。淺孔鉆進同時使用1.5臺或2臺，排漿量達135-180m3/時，中、深孔僅用1-1.5臺工作，完全滿足所需漿量和壓力的需求。
7、本發明不僅是可取鉆進中的泥漿泵，同時又是處理鉆孔坍塌、漏漿、漏水的理想雙液(水泥、水玻璃)注漿或注水泥沙漿固結和孔內堵漏的注漿設備。
8、油田現使用的3NB130C型泥漿泵每臺自身重24.35噸(不包括動力和傳動系統)，鉆場兩臺泥漿的總重量超100噸，價格300余萬元，若油田鉆場改用3臺該泵取代，總重不超過15噸，總價格100萬元左右，使其重量減少5倍，投資降低3倍。
9、本發明配用的電動機有8種(75-315kw)不同功率的型號，可根據所需漿量和壓力選擇電機。
圖1、雙體多缸高壓注漿泵主視2、雙體多缸高壓注漿泵俯視3、雙體多缸高壓注漿泵吸漿閥結構4、雙體多缸高壓注漿泵排漿閥結構圖
其圖中標號1、泵底座；2、機架；3、電動機；4、離合器；5、離合器手柄；6、減速機；7、減速器輸出軸；8、變速滑動花鍵軸；9、變速手柄；10、三個變速滑動齒輪；11、傳動軸；12、三位變速固定齒輪；13、小人字齒傳動齒輪；14、大人字齒輪；15、曲軸；16、曲軸連桿；17、十字頭滑塊；18、活塞桿；19、活塞；20、漿缸缸筒；21、缸筒后壓蓋；22、缸筒前壓蓋；23、吸漿閥(231閥體；232閥蓋；233閥座；234閥球；235吸漿插管)；24、吸漿匯合管；25、吸漿控制閥；26、吸漿總管；27、排漿閥(271閥體；272閥蓋；273閥座；274閥球；275連接管)；28、排漿匯合管；29、單向逆止閥；30、排漿總管31、安全閥；32、壓力表33、多漿缸泵；34、飛輪。
具體實施方式
雙體多缸泵包括泵底座1、2臺機架2、1臺電動機3、1套離合器4、1個離合器手柄5、1套減速機。6、2根減速器輸出軸7、2根變速滑動花鍵軸8、2個變速手柄9、2組三個變速滑動齒輪10、2根傳動軸11、2套三位變速固定齒輪12、2個小人字齒傳動輪13、2個大人字齒輪14、2根曲軸15、8個曲軸連桿16、8個十字頭滑塊17、8根活塞桿18、8個活塞19、8個漿缸缸筒20、8個缸筒后壓蓋21、8個缸筒前壓蓋22、16套吸漿閥23、8根吸漿匯合管24、8個2寸吸漿控制閥25、1根吸漿總管26、16套排漿閥27、8根排漿匯合管28、8個單向逆止閥29、1根排漿總管30、1個安全閥31、1塊壓力表32等部件組成。
電動機3、離合器5、減速機6設置在兩臺多漿缸泵33中間，電動機3的輸出軸上裝設有飛輪3中，離合器4裝設在飛輪34上，離合器4通過萬向聯軸器與減速機6的輸入軸連接，減速機兩側的輸出軸7各與二個多漿缸泵的變速滑動花鍵軸8連接，搬動離合器手柄5可立即使電動機3和減速機6分離，二泵同時停止轉動，放松離合器手柄5，雙體多缸泵同時工作。電機的配置是根據實際需求的漿量和壓力進行選擇(75-315kw有8種型號的電機)。
雙體多缸的每個泵體各有一組三位變速齒輪(傳動比1∶1.42、2.81)，并有兩個空檔位，可按其所需漿量和壓力調換檔位，可使兩泵同時工作；還可將其中一臺的變速檔置于空檔位，停泵待機，另臺單獨工作。
每臺雙體多缸泵的中間傳動軸11上安裝有一組三個變速固定齒輪12和小人字齒傳動齒輪13，小人字傳動輪跟隨變速固定輪旋轉，直接扭動大人字齒輪，同時帶動兩側的曲軸15和連桿16的大頭做圓周運動，使連桿小頭、十字頭滑塊17、活塞桿18和活塞做直徑往復運動。通過吸漿閥23和排漿閥27的動作，實現連續吸、排漿的功能。因活塞的行程次數設計的較小(85.5、60、30.5次/分)，使活塞的運動速度較緩(0.42、0.29、0.15m/秒)，因此，姊妹泵具有較強的自吸能力，無需用附泵帶壓供漿。吸取的漿液除水、油、泥漿、水泥漿外還可吸取粘稠狀的黃土沙漿，水泥沙漿，水泥粉煤灰漿等5mm以下的顆粒雜物。
該泵共有8套獨立的漿缸系統，均是單體、單件組合而成的結構。便于維護、維修，使用中易于故障的發現和排除。另外可以同時吸取1-8種不同漿液進行多液正常注漿。
每套漿缸的缸筒20和活塞19有8種不同規格(Φ100、90、85、80、75、70、65、60mm)，可根據所需的漿量和壓力自由選配。同時在使用中可在短時間內隨意更換。(如附表主要技術參數，但電機僅列舉4種)。
權利要求
1.雙體多缸高壓注漿泵，包括二個多漿缸泵(33)、電動機(3)、離合器(4)、減速機(6)，其特征在于二個多漿缸泵(33)在結構上相同，且對稱地設置在電動機(3)的兩側，電動機(3)輸出軸上裝設有離合器(4)，離合器(4)通過萬向連軸器與減速機(6)的輸入軸連接，減速機(6)兩側各有一個輸出軸(7)，二個輸出軸(7)分別通過萬向連軸器與對應的多漿缸泵(33)的變速滑動花鍵軸(8)連接。
2.根據權利要求1所述的雙體多缸高壓注漿泵，其特征在于多漿缸泵(33)裝設有變速手柄(9)，且與變速滑動花鍵軸(8)嚙合，變速滑動花鍵軸(8)上裝設有三個變速滑動齒輪；多漿缸泵(33)上裝設有傳動軸(11)和曲軸(15)，在傳動軸(11)上裝設有三個三位變速固定齒輪(12)和小人字齒傳動齒輪(13)，變位變速滑動齒輪(10)可分別與傳動軸(11)上的三個三位固定變速齒輪嚙合或分離，小人字齒傳動齒輪(13)與大人字齒輪(14)嚙合，大入字齒輪(14)的兩側分別連接曲軸(15)，曲軸(15)與連桿(16)軸聯結，連桿(16)另一端依次裝配有滑塊(17)，活塞桿(18)，活塞桿(18)的另一端與活塞(19)連接，活塞(19)密封在漿缸缸筒(20)內。
3.根據權利要求1或2所述的雙體多缸高壓注漿泵，其特征在于該泵有八套獨立的漿缸系統，八個吸漿匯合管(24)并聯在吸漿總管(26)上，每一個吸漿匯合管(24)末端設置一個吸漿控制閥(25)，二個排漿閥(27)并聯在排漿匯合管(28)上，八根排漿匯合管通過單向逆止閥(29)并聯在排漿總管(30)上。
4.根據權利要求1或2所述的雙體多缸高壓注漿泵，其特征是在電動機(3)輸出軸上裝設有飛輪(34)，離合器(4)裝設在飛輪(34)上。
全文摘要
雙體多缸高壓注漿泵，包括二個多漿缸泵、電動機、離合器、減速機，其特點在于二個多漿缸泵在結構上相同，且對稱地設置在電動機的兩側，電動機輸出軸上裝設有離合器，離合器通過萬向連軸器與減速機的輸入軸連接，減速機兩側各有一個輸出軸，二個輸出軸分別通過萬向連軸器與對應的多漿缸泵的變速滑動花鍵軸連接。本發明可使油田鉆井的設備變的輕便靈活、操作簡單、維修便利、提高鉆進速度，同時大幅度降低設備成本。本發明靠8套漿缸活塞往復作功，運動速度較緩(0.15m－0.42m/秒)，具有很強的自吸功能，無需補泵壓力供漿。本發明配用的電動機有8種(75－315kw)不同功率的型號，可根據所需漿量和壓力選擇電機。
文檔編號F04B15/00GK1828051SQ20061004623
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月5日 優先權日2006年4月5日
發明者魏德華 申請人:魏德華