泥浆泵 工艺 毕业设计 说明书
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THE NATURE OF SLURRYWhen selecting and designing slurry pumps, the abrasive nature of some slurries must be a consideration. When there is excessive wear on wet end pump parts due to highly abrasive slurries, the operational life of those parts is limited. Abrasive considerations are the abrading mineral itself, abrasive hardness, particle velocity, density, directions, sharpness, shape, size, and corrosiveness.Ni-hard and rubber are abrasion resistant materials that are used for impellers, casing, suction covers, and so on, when the pump components are exposed to abrasion.The pump velocity should be kept low with abrasive handling pumps. Velocity is related to pump developed pressure, so with high head applications they will wear much more rapidly than low head applications. Pump part hardness is inversely proportional to abrasive wear, and wear varies directly with particle concentration.Slurry pumps used for particles that are small and round can be made in synthetic and natural rubbers which have superior abrasion and corrosion resistance, and because of this, they exceed the Ni-Hard or other metals. Sharp and hard solids with high energy are unsuitable for rubber application because they can cut the rubber material. The dampening effect of rubber is low for impact angles greater than 20 degrees. Also, rubber is generally unsuitable for applications with heads over 150 ft. and where particles size exceeds 1/4 inch. Wear resistant metals such as Ni-hard are used on more coarse and harder slurries.Metal/Rubber Slurry Pump Selection CriteriaUse Metal-lined Pumps when:Use Rubber-lined Pumps when:*Solids are greater than 1/4 in.*Solids are less than 1/4 in.*PH is greater than 4.5*PH is less than 6.0*Abrasive service is above 100 ft. head*Abrasive service is below 100 ft. head *Temperatures go to 250 degrees F*Non-abrasive service is below 100*Hydrocarbon based slurries ft/sec-impeller peripheral speed*Temperatures are below 150 degrees FHardness of Common MineralsSoft Medium Hard Very Hard Asbestos Rock Limestone Granite Iron Ore (taconite) Gypsum Rock Dolomite Quartzite GraniteSlate Sandstone Iron Ore Granite GravelTalc Coal Trap RockSoft Limestone GravelSLURRY RHEOLOGY, VISCOSITYTERMS:Rheology - the study of deformation and flow of substances.Fluid - a substance which undergoes continuous deformation when subjected to shear stressConsistency (apparent viscosity) - a slurry’s resistance to deformationwhen subjected to shear stress. This term is applied to differentiate fromabsolute viscosity which is used in conjunction with Newtonian fluids (see types of Newtonian fluids below).Kinematic viscosity - the absolute viscosity (consistency) divided by the mass density (mass density = weight - acceleration of gravity) of the fluid.Fluidity - the inverse of viscosity.Plasticity - the property of a fluid which requires a definite yield stress toproduce a continuous flow.Rigidity - the consistency of a plastic fluid in terms of stress beyond the yield.Newtonian fluid - A fluid whose viscosity is constant and is independent ofshear rate, and where shear rate-shear stress relationship is non-linear.For either Newtonian or Non-Newtonian fluids, viscosity (or consistency) is the rate of shear (flow) per unit shearing stress (force causing flow).TYPES OF NON-NEWTONIAN FLUIDSBingham-plastic fluids - a fluid where no flow occurs until a definite yieldpoint is reached. This yield stress is necessary to overcome static friction of thefluid particles. Most slurry mixtures used in pipeline transportation exhibitBingham plastic characteristics.Pseudo-plastic fluids - substances with no definite yield stress which exhibit a decrease in consistency with increasing shear rate.Dilatant (inverted) plastic fluids - a fluid which exhibits an increase inconsistency with increasing shear rate - these fluids have the property ofincreasing their volume when stirred.Thixotropic fluids - a fluid which exhibits a decrease in consistency with time to a minimum value at any shear rate. It will break down when stirred, butrebuild itself after a given time.Examples: drilling muds, gypsum in water, paintCRITICAL CARRYING VELOCITY OF SLURRIES IN PIPESParticles have a tendency to settle while a slurry is conveyed by the turbulent flow through a pipe. The critical velocity of a slurry flow in a pipe is that velocity in which particles start forming a sliding bed on the bottom of the pipe. This will cause the flow to become unstable and the pipe will eventually clog. General slurry pipeline practice is to design the pipe velocity to exceed the critical velocity by at least 30%.This pipe velocity will depend upon the diameter of the pipe, the concentration of solids, and the properties of the fluid and solid particles. To prevent settlement in the pipeline, hydraulic conditions, within a slurry pipeline, should ensure turbulent flow.An approximate guide for slurries with particles sizes under 50 microns, a minimum velocity in the range of 4 - 7 feet per second is required, providing this velocity gives turbulent conditions.For larger particle size slurries (over 150 microns) and volume concentration of up to 15%, an approximate guide for minimum velocity is 14 times the square root of the pipe diameter.SLURRY HEAD CORRECTIONThe lowest pressure loss is obtained at the transition between the laminar and turbulent flow when there is a given solid through out a pipe diameter. At this minimum pressure loss, there will be the most economical running point (power per pound of solids), but the operating velocity must be kept above this critical carrying velocity.Slurry guidelines can be followed when there is critical carrying velocities with pressure gradients of solid mixtures. The slurry acts as a Newtonian liquid - when the pressure loss is the same as the water friction - when the slurry contains particles under 150 microns and the concentration of the particles is low with the fluid velocity high enough to ensure uniform particle distribution.Friction loss is dependent on pipe roughness. A rough pipe design will yield a higher pressure loss capability. For example, when using a “C” factor pipe of 100, this will result in a pressure loss capability of about 100% greater than design with a clean-steel pipe.Although slurry-pipe friction can be higher than water or Newtonian fluids, many slurries have negligible head correction and can be treated with a correction almost the same as clear water.SEDIMENT TERMINOLOGYTYPE SCREEN US STANDARDMESH/INCH MESH/INCH INCHES MICRONS CLASS1.3-2.533,000-63,500 Very CoarseGravel.6-1.315,200-33,000 Coarse Gravel 2.5.3218,000 Medium Gravel 55.1574,000 Fine Gravel 910.0792,000 Very Fine Gravel 1618.0391,000 Very Coarse Sand 3235.0197500 Coarse Sand 6060.0098250 Medium Sand 115120.0049125 Fine Sand 250230.002462 Very Fine Sand 400.001537 Coarse Silt.0006-.001216-31 Medium Silt8-16 Fine Silt4-8 Very Fine Silt2-4 Coarse Clay1-2 Medium Clay.51-1 Fine Clay。
摘要泥浆泵广泛应用于矿山、水利、煤炭钻井、石油等工业部门。
它的工作条件极其恶劣,往往在高扬程、大流量的工作环境下输送含有小颗粒的混合浆液,磨损情况十分严重。
为了提高泵的耐磨性能,人们将耐磨材料应用于缸套等过流部件上,或者采用特殊的工艺方法对易磨损部位进行处理。
这些措施取得了一定的效果,但是所采用的材料价格昂贵,工艺复杂,增加了泥浆泵的制造、使用成本,部分材料韧性不足,耐冲击性较差,不能适应多变的工作环境,而且耐磨性也不是十分的好。
因此,选用新材料,新工艺,成为解决问题的重要研究方向。
工程陶瓷具有良好的耐磨性能,但是缺乏韧性是陶瓷的致命缺点。
本设计将柱塞泵与隔膜泵相结合,用油将泥浆与活塞缸隔离开来,使活塞缸远离恶劣的工作环境,从而提高其使用寿命,能以较低成本达到显著改善泥浆泵耐磨性能的目的。
同时,在缸套内壁使用工程陶瓷,进一步增加其耐磨性能。
关键词:泥浆泵油隔离磨损使用寿命缸套AbstractMud Pump widely used in mining, water conservancy, coal drilling, oil and other industrial sectors. It's an extremely poor working conditions, often in high-lift, the flow of the work environment of small particles containing transmission of mixed size, wear is very serious. In order to increase the pump wear resistance, people will wear-resistant materials used in the flow components such as cylinder, or to use special methods of wear and tear on vulnerable sites for processing. These measures have yielded some success, but the materials used is expensive, complicated process, an increase of the mud pump manufacture, use cost, lack of toughness of the material, the impact resistance of the poor, can not adapt to changing work environment, but also resistance Grinding and is not very good. Therefore, the choice of new materials, new technology, a solution to the problem of important research direction. Engineering ceramics has a good wear resistance, but the lack of toughness is the fatal shortcomings of ceramics.This will be designed piston pump diaphragm pump and the integration of oil will be mud and Pistons to isolate the cylinder, piston-cylinder away from the poor working conditions, thus increasing its service life, to achieve a lower cost significantly improve the mud pump-resistant Mill performance. At the same time, the use of ceramic cylinder wall, and further increase their wear resistance.Key words: mud pump Wear Oil isolation Use Life Cylinder目录前言 (1)1绪论 (1)1.1 油隔离泥浆泵在工业中的应用 (1)1.2 油隔离泥浆泵的特点和工作原理 (1)1.3 油隔离泥浆泵的结构和形式 (3)2 油隔离装置 (6)2.1油隔离装置的结构 (6)2.2 油—泥浆界面的调节 (8)2.3 分界面的分离效果与油耗 (9)2.3.1分界面的分离效果 (9)2.3.2油耗 (9)2.4 油隔离装置的设计与计算 (10)2.4.1油罐直径与高度的确定 (10)2.4.2油罐壁厚计算 (10)3 Z形管 (12)3.1 Z形管的结构和作用 (12)3.2 z形管在油隔离泥浆泵中的配置 (13)3.3 Z形管的设计与计算 (14)4 泵阀 (17)4.1 阀种类和结构 (17)4.1.1锥形阀 (17)4.1.2球形阀 (21)4.2泵阀的材料 (23)4.3泵阀的破坏机理及提高阀寿命的途径 (25)4.3.2提高阀寿命的途径 (26)4.4 泵阀的设计和计算 (29)4.4.1阀的计算和基本理论 (29)4.4.2阀座设计与计算 (32)5 稳压室 (33)5.1空气式稳压室 (33)5.3稳压室的计算 (39)5.3.1预压式球形空气室 (39)5.3.2充气式圆筒形空气室 (40)5.3.3吸入空气室 (41)6 安全阀 (42)6.1 安全阀的类型和结构 (42)6.1.1销钉式安全阀 (42)6.1.2膜片式安全阀 (44)6.1.3 弹簧式安全阀 (44)6.2 安全阀设计与计算 (46)6.2.1销钉式安全阀 (46)6.2.2膜片式安全阀 (48)7用户手册 (49)7.1 操作 (49)7.1.1开车 (49)7.1.2运行 (50)7.1.3停车 (50)7.2 维修 (51)7.3 动力端常见故障及处理 (52)总结 (54)致谢 (56)参考文献 (57)前言泥浆泵是固液混合物水力输送的关键设备,在石油钻探、矿井、水利等行业都有广泛的应用。
摘要----------------------------------------------------------------------------------目录----------------------------------------------------------------------------第一章的总体概述-------------------------------------------------------第二章动机的选择--------------------------------------------------------- 第三章浆泵的一些零件的设计计算-----------------------------------第四章浆泵主要零件的额加工工艺-------------------------------------4. 1 偏心轮的加工---------------------------------------------------4. 1 . 1工工艺4. 1. 2 注意事项4. 2 泵头体处理工艺----------------------------------------------4. 2. 1 泵头提到额失效过程4. 2 .2 影响泵头体服役寿命的主要因素4. 2. 3 冶金因素4. 2 .4 平面强化4. 2. 5 机加工4. 3 缸套磨损机理研究材料选择及结构设计-------------------4. 3. 1 磨损原因分析4. 4 泵轴热处理要解决的问题---------------------------------------4. 4. 1 感应器的设计4. 4. 2 保护水套的设计4.4 . 3 工艺过程的设计4. 4. 4 工艺调试4. 5 泥浆泵轴表面热处理的方法----------------------------------4. 5. 1 表面热处理方式选择4. 5. 2 火焰表面淬火工艺4. 5. 3 火焰表面淬火工艺制定4. 5. 4 注意事项4. 5 . 5 缸套磨损机理研究、结构设计及表面处理技术的应用4. 5. 6 效果分析4. 6 齿轮---------------------------------------------------------------4. 7 活塞密封圈的选择------------------------------------------------ 第五章泵的使用与维护----------------------------------------------5. 1 安装5. 2 维护5. 3正确使用与维护5. 4 泵的润滑5. 5常见故障及排除第六章柱塞泥浆泵的经济可行性分析-------------------------------第七章结论---------------------------------------------------------------参考文献----------------------------------------------------------------附录一专题------------------------------------------------------------附录二外文翻译----------------------------------------------------- 英文翻译中文翻译第一章泥浆泵泵的总体概述柱塞泥浆泵的工作原理:图1.1由图1.1解释。
摘要---------------------------------------------------------------------------------- 目录----------------------------------------------------------------------------第一章的总体概述-------------------------------------------------------第二章动机的选择---------------------------------------------------------第三章浆泵的一些零件的设计计算-----------------------------------第四章浆泵主要零件的额加工工艺-------------------------------------4. 1 偏心轮的加工---------------------------------------------------4. 1 . 1工工艺4. 1. 2 注意事项4. 2 泵头体处理工艺----------------------------------------------4. 2. 1 泵头提到额失效过程4. 2 .2 影响泵头体服役寿命的主要因素4. 2. 3 冶金因素4. 2 .4 平面强化4. 2. 5 机加工4. 3 缸套磨损机理研究材料选择及结构设计-------------------4. 3. 1 磨损原因分析4. 4 泵轴热处理要解决的问题---------------------------------------4. 4. 1 感应器的设计4. 4. 2 保护水套的设计4.4 . 3 工艺过程的设计4. 4. 4 工艺调试4. 5 泥浆泵轴表面热处理的方法---------------------------------- 4.5. 1 表面热处理方式选择4. 5. 2 火焰表面淬火工艺4. 5. 3 火焰表面淬火工艺制定4. 5. 4 注意事项4. 5 . 5 缸套磨损机理研究、结构设计及表面处理技术的应用4.5. 6 效果分析4. 6 齿轮--------------------------------------------------------------- 4. 7 活塞密封圈的选择------------------------------------------------ 第五章泵的使用与维护----------------------------------------------5. 1 安装5. 2 维护5. 3正确使用与维护5. 4 泵的润滑5. 5常见故障及排除第六章柱塞泥浆泵的经济可行性分析------------------------------- 第七章结论--------------------------------------------------------------- 参考文献----------------------------------------------------------------附录一专题------------------------------------------------------------ 附录二外文翻译----------------------------------------------------- 英文翻译中文翻译第一章泥浆泵泵的总体概述柱塞泥浆泵的工作原理:图1.1由图1.1解释。
前言往复泵是泵类产品中出现最早的一种,至今已有2100多年的历史。
在旋转式原动机出现以前,往复泵几乎是唯一的泵类。
在旋转式原动机出现以后,才逐步地产生了离心泵和转子泵等其他类型的泵,由于他们的结构比较简单、操作比较方便,而且还有体积小、重量轻、流量均匀等一系列优点,致使原来使用往复泵的地方逐步地为这些泵类所取代。
目前,往复泵的产量只占泵类总产量的很少一部分。
但是,往复泵所具有的特点并没有被其他类型泵所取代。
有些特点仍然是其它类型泵所不及,因此,它非但不会被淘汰,而且仍将作为一种不可缺少的泵类,被广泛利用。
往复泵是一类品种多、批量少,而通用化程度比较低、专业配套性很强的产品,他常常是随着某一生产工艺的需要而产生,又随着这一生产工艺的重大改革或取消而更新或淘汰。
当这种生产工艺长期稳定时这一工艺,需要的定型产品。
往复泵应用十分广泛,无论是在工业或农业、陆上和海上、国防与民用、科研与生产等各个部门,仍然是作为一种不可或缺的产品被广泛地采用着。
总括各种类往复泵,输送各种不同介质,由一般常温清水直至具有强腐蚀、易挥发、易结晶、易燃、易爆、剧毒、恶臭、磨砺性强、比重大、粘度高、有放射性或其他贵重液体等。
往复式钻井泵通常被称为泥浆泵,其在石油钻井工作中的重要性非常高,将其比拟为钻机的心脏。
20世纪60年代初期,石油钻采市场急需压力和排量能适应喷射钻井工艺要求,同时体积小、质量轻,能满足当时海洋和沙漠钻井安装运输条件的钻井泵,最终于20世纪60年代末期诞生了三缸单作用活塞式钻井泵(简称“三缸泵”),并在数年内在当时的中、大功率钻井泵完全取代双缸泵,至今已经主导钻井泵市场。
在70年代中期,我国有兰州石油化工机械厂、兰州石油机械研究所、江汉钻采机械研究所和大隆机械厂等单位开始研究三缸单作用钻井泵。
到80年代中期,开始广泛推广使用。
截至目前已形成和产生370KW、590KW、740KW和1180KW系列产品,在当时有2000多台在大、中型钻机上配套使用,这对推广高压喷射钻井、近平衡钻井和丛式定向井等新工艺、新技术发挥了重大作用,促进了钻井效率和井身质量的提高。
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第一章绪论1.1泥浆泵的应用与发展到目前为止,使用泥浆泵钻井己有一百多年的历史。
早期的泥浆泵的功能仅在于循环泥浆、冷却井底、携带岩屑和在井壁形成泥饼。
在四十年代末,采用了喷射式钻井,以及后来的井下动力钻具钻井,利用高压泥浆的冲蚀力辅助破碎岩石可以加快钻井速度,利用泥浆的动力驱动井下涡轮钻具也可以旋转钻井,从而扩大了泥浆泵的功能和使用范围。
泥浆泵早期的典型结构是双缸双作用泵,这种泵使用时比较可靠,但是体积和重量都较大,效率低,压力波动大。
随着钻井井深的增加和套管层次的增多,对钻井泵的排量和泵压提出了愈来愈高的要求。
这也导致了泵功率的急剧加大,泵的重量和外形尺寸也随之增加。
为减轻泵重,当时在双缸泵的设计上较大的改进是以钢代铁和减小泵宽。
以钢带铁是用钢板焊接的泵壳代换铸铁泵壳,并将一些零件改用优质合金钢制造;减小泵宽是应用大直径的滚动轴承作连杆大端支撑,摒弃悬臂曲拐轴设计。
这样,两缸中心距明显缩小。
这些都是50年代双缸泵的主要改进之处。
当然,除此之外在细节结构上也有不少改进。
尽管在50-60年代喷射钻井工艺本身提出了5⨯Pa的泵压要求,但双缸泵的实际持续工作泵压只能达21010到5⨯Pa左右。
限制泵压提高的主要因素是活塞橡胶皮碗的寿命。
双缸双作用15010泵的活塞是“捂”在缸体里的,冷却散热条件极差。
尽管冲次不高,但在高压下由于活塞皮碗与缸套的摩擦,仍将产生100℃上下的温度:再加上与缸套间的各种磨损作用,皮碗很快老化破裂,不能保证钻井作业的正常进行和使用的合理寿命。
但这种单向活塞和敞口缸套的结构给吸入带来了特殊的问题,即三缸泵的吸入过程中,只要缸内压力低于当地大气压,空气就可能从活塞背后侵入液缸而破坏正常吸入。
所以,在原则上三缸泵应配置灌注泵,这也是国外通常的做法。
三缸单作用泥浆泵的优点在于体积小、重量轻、效率高、压力波动小,特别适用于钻井。
三缸单作用泥浆泵经过三十多年的不断改进和完善,在性能上、结构上、可靠性、适应性与经济性等方面,已经走向成熟,使用效果也很显著。
摘要---------------------------------------------------------------------------------- 目录----------------------------------------------------------------------------第一章的总体概述-------------------------------------------------------第二章动机的选择---------------------------------------------------------第三章浆泵的一些零件的设计计算-----------------------------------第四章浆泵主要零件的额加工工艺-------------------------------------4. 1 偏心轮的加工---------------------------------------------------4. 1 . 1工工艺4. 1. 2 注意事项4. 2 泵头体处理工艺----------------------------------------------4. 2. 1 泵头提到额失效过程4. 2 .2 影响泵头体服役寿命的主要因素4. 2. 3 冶金因素4. 2 .4 平面强化4. 2. 5 机加工4. 3 缸套磨损机理研究材料选择及结构设计-------------------4. 3. 1 磨损原因分析4. 4 泵轴热处理要解决的问题---------------------------------------4. 4. 1 感应器的设计4. 4. 2 保护水套的设计4.4 . 3 工艺过程的设计4. 4. 4 工艺调试4. 5 泥浆泵轴表面热处理的方法---------------------------------- 4.5. 1 表面热处理方式选择4. 5. 2 火焰表面淬火工艺4. 5. 3 火焰表面淬火工艺制定4. 5. 4 注意事项4. 5 . 5 缸套磨损机理研究、结构设计及表面处理技术的应用4.5. 6 效果分析4. 6 齿轮--------------------------------------------------------------- 4. 7 活塞密封圈的选择------------------------------------------------ 第五章泵的使用与维护----------------------------------------------5. 1 安装5. 2 维护5. 3正确使用与维护5. 4 泵的润滑5. 5常见故障及排除第六章柱塞泥浆泵的经济可行性分析------------------------------- 第七章结论--------------------------------------------------------------- 参考文献----------------------------------------------------------------附录一专题------------------------------------------------------------ 附录二外文翻译----------------------------------------------------- 英文翻译中文翻译第一章泥浆泵泵的总体概述柱塞泥浆泵的工作原理:图1.1由图1.1解释。
由电机通过带传动输入动力,通过行星减速器减速。
经偏心轮将回转运动转化为直线往复运动。
驱动双作用柱塞泵作功。
柱塞泵的进浆室、排浆室各有两个钢球组成的单向控制阀(如下图所示)。
当活塞杆向左驱动时,缸体右腔进浆(单向阀F2打开,单向阀F4关闭),缸体左腔排浆(单向阀F3打开,单向阀F1关闭)。
当活塞杆向右驱动时,缸体左腔进浆(单向阀F1打开,单向阀F3关闭),缸体右腔排浆(单向阀F4打开,单向阀F2关闭)。
(见以上工作原理图1.1)除此之外,在主通路上安装空气力表用来调整泵在抽吸过程中产生的波动大小。
泥浆泵是在钻探过程中,向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。
泥浆泵是钻探机械设备的重要组成部分。
泥浆泵的主要作用是在钻进过程中将泥浆随钻头钻进注入井下,起着冷却钻头,清洗钻具、固着井壁、驱动钻进,并将打钻后岩屑带回地面的作用。
在常用的正循环钻探中﹐泥浆泵是将地表冲洗介质─清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下﹐经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端﹐以达到冷却钻头﹑将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。
常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的﹐由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泥浆泵泵缸中做往復运动。
在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。
图1.2偏心轮连杆传动:如图3-1所示图3-1 PZNB 型喷水式柱塞泥浆泵结构图1 —传动端;2 —柱塞组合;3 —水清洗系统;4 —阀箱组件其传动端结构为中心轴+偏心圆盘+连杆。
机构工作方式为:电机通过减速器减速后,通过心轴上的啮合齿轮副带动轴旋转,由于偏心圆盘是通过刚性连接于轴固结为一体,圆盘也将做旋转运动。
再经过连杆的运动传递,将旋转运动变为注塞的往复运动。
此类结构中,要求轴端必须有轴承支撑,整个动力端要有良好的润滑、散热和密封装置。
泥浆泵性主要能参数泥浆泵性能的两个主要参数为排量和压力。
排量以每分钟排出若干升计算﹐它与钻孔直径及所要求的冲洗液自孔底上返速度有关﹐即孔径越大﹐所需排量越大。
要求冲洗液的上返速度能够把钻头切削下来的岩屑﹑岩粉及时冲离孔底﹐并可靠地携带到地表。
地质岩心钻探时﹐一般上返速度在0.4~1米/分左右。
泥浆泵的压力大小取决于钻孔的深浅﹐冲洗液所经过的通道的阻力以及所输送冲洗液的性质等。
钻孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的压力越高。
随着钻孔直径﹑深度的变化﹐要求泵的排量也能随时加以调节。
在泵的机构中设有变速箱或以液压马达调节其速度﹐以达到改变排量的目的。
为了準确掌握泵的压力和排量的变化﹐泥浆泵上要安装流量计和压力表﹐随时使钻探人员瞭解泵的运转情况﹐同时通过压力变化判别孔内状况是否正常以预防发生孔内事故。
目前,全球真空泵的市场的年销售额约20亿美元,年增长率在7%左右。
我国生产的真空泵的厂家很多,全部真空泵的年销售额大约在1.5亿左右,仅相当于美国Kinney公司一家真空泵的年销售额。
通过对全球真空泵市场的分析我们可以看处,各类真空泵的市场及应用领域都在不断的变化和发展。
我国真空泵制造业有着悠久的历史和雄厚的基础,国产真空泵已经在各个不同领域得到应用并经过验证,有些还出口到国外,得到国外用户的认可并受到好评,应该说我国真空泵制造业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。
第二章电动机的选择泵的原动机类型应根据动力来源、工厂或装置能量平衡、环境条件、调节控制要求以及经济效益而定。
现今电动机主要有鼠笼式和线绕式两种,三向交流鼠笼型异步电动机是石化装置用泵的主要原动机,它具有结构简单、维护方便、价格较低、体积紧凑、启动及运行均较方便可靠的优点。
但是它不能经济、方便地实现范围较广的平滑调速、运行中必须从电网吸收滞后的无功电流而使电网功率因素变低,一般不适于大型泵及调速泵,而多用于中、小型泵。
相比之下,三相交流绕线型电机和三相交流同步电机,则可用于对启动、调速、改善电网功率因数、大功率、高效率、转速恒定等有特殊要求的场合,但用于驱动泵的不多。
直流电机虽有调速性好、启动转矩大等优点,但需直流电源,造价高,维修较复杂,一般也不常用于生产装置中。
当需要改变工厂的蒸汽平衡,对装置中大型泵或需调速等特殊要求的泵,可采用气轮机作泵的原动机。
随着石化装置技术水平及经济性的提高,采用反转离心泵或液力透平作为泵的辅助或主要原动机,以回收压力液流的可用能量;采用调速或多速电机,或采用电磁的、液力的、机械的耦合器以达到泵调速的目的等技术,近年来已应用于石化装置。
此外,在特定的情况下,也有用蒸汽机、内燃机、燃汽机等作为泵的原动机的。
然而,由于泥浆泵的工作环境和条件恶劣,工作于高湿度、高粉尘的环境。
根据《机械设计使用手册》需要选择专用电动机。
电机的选择还要根据某些参数才能确定最终的电机型号计算过程如下:由已知参数可知P=4Mpa.而根据公式F=AP可得,F=4×610×3.14×0.0952=113354N其中 F ——主轴所受的轴向力A ——运动活塞的截面积P ——作用在轴上的最大压力由以上便可得主轴的转矩T :T=Fr=113354×80×310-=9068N.m根据公式, P=20M Pπ⨯,可得 P=9068203.1435⨯⨯ =162703cm /r 其中 p ——为排量;M —— 为转矩 ;P ——为最大压力;又由Q=1000pr ,可得轴的转速r=1000Q p ⨯, r= 1917100016270⨯=117r/min ; 其中Q ——为流量(L/min );P ——为排量(3cm /r );最终根据以上所求的参数,可根据公式T=9550p n 求得轴的输出功率 P= 9550Tn = 90681179550⨯=111Kw ; 取每级齿轮的传动效率为0.97,带的传动效率为0.92。
可算得电机的输出功率为P= 11120.920.97⨯=128Kw 。
一般的,Y 系列是供一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机,具有效率高、性能好、噪音低、振动小、体积小、重量轻、运行可靠、维护方便等优点。
而Y 系列电动机主要拥有启动转矩高、启动电流小等优点。
根据以上的叙述和有关计算,决定选择Y315M1-4型三向异步电动机,其功率为132Kw ,转速为1490r/min ,重量为1100Kg.此系列的电动机的主要特点:1 启动转矩高、启动电流小,效率较高,损耗少,运行可靠,运行温度低;2 由于其结构型式为封闭式,因此可以在尘土飞扬、水土飞溅的环境中使用,在比较潮湿及有轻微腐蚀性气体的环境中也能有较长的使用寿命。
第三章泥浆泵的一些零件的设计泥浆泵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,.泥浆泵的发展趋势是: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。
降冲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,改善泵的吸人性能,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。