礦用泥漿泵的設(shè)計(jì)【5PS型礦用砂泵】,5PS型礦用砂泵,礦用泥漿泵的設(shè)計(jì)【5PS型礦用砂泵】,泥漿泵,設(shè)計(jì),ps,型礦用砂泵 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文( 設(shè)計(jì)) 開題報(bào)告 論 文 題 目 ： 礦 用 泥 漿 泵 的 設(shè) 計(jì) 學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 、 班 級 ： 機(jī) 英 1 3 4 學(xué) 生 姓 名 ： 劉 毅 凱 指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱 ） ： 辛 士 珍 （ 教 授 ） 2 0 1 6 年 1 2 月 2 6 日 填畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開 題 報(bào) 告 要 求 開 題 報(bào) 告 既 是 規(guī) 范 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 工 作 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 又 是 完 成 高 質(zhì) 量 畢 業(yè) 論 文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、 選題 依據(jù) 1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2 .論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。 二、 論文 （設(shè)計(jì) ）研 究的內(nèi) 容 1 .重點(diǎn)解決的問題； 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、 論文 （設(shè)計(jì) ）工 作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、 文獻(xiàn) 查閱及 文獻(xiàn) 綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料， 并在此基礎(chǔ)上通 過分析、 研究 、 綜合， 形成文獻(xiàn)綜述。 必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研 、 實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、 其他 要求 1 .開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3.開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生 ， 須重做或補(bǔ)做合格后， 方能繼續(xù)論 文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報(bào)告的內(nèi)容 ， 要求打印并裝訂成冊 （ 部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。一、 選題 依據(jù) 1 論文（設(shè)計(jì)）題目 礦用泥漿泵的設(shè)計(jì) 2研究領(lǐng)域 非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì) 3論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 理 論意 義 ： 礦用 泥 漿泵 是 在 鉆探 過 程 中， 往 所 鉆的 深 孔 輸送 泥 漿 或水 等 沖 洗液 的 機(jī)械。 而礦用泥漿泵是礦用鉆探機(jī)械設(shè)備的重要組成部分。 它的主要用途是在鉆進(jìn)過 程中將泥漿隨鉆頭鉆進(jìn)注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)， 并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。 在常用的正循鉆探中， 泥漿泵是將地表沖洗介質(zhì) 清水泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下， 經(jīng)過高壓軟管、 水龍頭及鉆桿柱中心孔 直送鉆頭的底端， 以達(dá)到冷卻鉆頭、 將切削下來的巖屑清除并輸送到地表的目的。 常 用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的， 由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)， 曲軸通過十字頭再帶 動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 在吸入和排出閥的交替作用下， 實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán) 沖洗液的目的。 應(yīng)用價(jià)值： 礦用泥漿泵是針對井下污水含泥、 砂、 煤等雜志而設(shè)計(jì)的高科技產(chǎn)品， 具有揚(yáng)程高、 抽排濃度高、 過流顆粒大等特點(diǎn) 。 廣泛的應(yīng)用于礦山、 冶金、 電廠等各 個(gè)領(lǐng)域， 適用于各種工況惡劣， 耐磨性要求高， 耐腐蝕性強(qiáng)的工作中。 這種泵提供在 提供泵送效率，降低能耗以及改善環(huán)境保護(hù)的比較有發(fā)展前途和最進(jìn)步的方向之一。 4目前研究的概況和發(fā)展趨勢 泵是古老的機(jī)械。近代泵，自意大利拉梅利發(fā)明滑片泵至今，泵已發(fā)展到 5000 多個(gè)品種，跨越了 433 年歷史長河。而泵的機(jī)器制造，即泵產(chǎn)業(yè)，自 1790 年至今也 有整整 243 年歷史。 歐洲各國第一流的泵制造廠多建于 19 世紀(jì)中期， 如美 Wortington 公司建于 1880 年， Ingersoll-Rand 公司建于 1860 年， Byron-Jackson 公司建于 1872 年，德國 KSB 公司建于 1871 年，英國 Weir 公司建于 1871 年。中國最早的泵廠出現(xiàn) 在 20 世紀(jì)初期。 （1）泵國外發(fā)展現(xiàn)狀 近年來， 化工、 石油化工、 電站、 礦山和船舶等工業(yè)對泵的需求日益增長， 促進(jìn) 了泵技術(shù)的發(fā)展。 泵的品種規(guī)格繁多， 并向大型化、 高速化方向發(fā)展。 今天， 全人類 提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略， 泵產(chǎn)品更加強(qiáng)調(diào)了環(huán)保要求。 隨著新技術(shù)要求， 作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 的泵技術(shù)不斷進(jìn)步。20 世紀(jì)初，首先在英國開發(fā)了無泄漏屏蔽泵；20 世紀(jì)中期美國開發(fā)了高速分流泵。 高溫、 高壓泵日益向大型化 ， 高可靠性發(fā)展。 特殊材料泵， 如陶 瓷泵、 石墨泵 、 塑料泵以及鋯、 鈦等貴重合金泵也應(yīng)運(yùn)而生。 繼而在水力設(shè)計(jì)、 誘導(dǎo) 輪研究、新材料、新工藝、CAD、CAM 等方面有了更新發(fā)展。 美、 德 、 日等國家在長期的泵生產(chǎn) 、 使用中， 建立了一整套完善的標(biāo)準(zhǔn)體系， 以 獲得更高的效益。國外先進(jìn)泵制造業(yè)，還體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、模塊化、 便于生產(chǎn)管理、便于用戶維護(hù)。 泵的無級調(diào)速， 集中控制， 各類溫度傳感器 ， 壓力傳感器， 模擬可視化， 實(shí)時(shí)監(jiān) 控等機(jī)電一體化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。 （2）泵國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 中國泵工業(yè)起步于 20 世紀(jì)初，由于多年戰(zhàn)爭劫難，基本處于停滯狀態(tài)。新中國 成立后，早期主要汲取前蘇聯(lián)泵技術(shù)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的模式下，政府布置，指定牽頭， 布點(diǎn)研發(fā)， 定點(diǎn)生產(chǎn)， 在當(dāng)時(shí)的特定歷史條件下推動(dòng)了泵的大發(fā)展 。 例如： 中國 “一 五” 期間， 沈陽水泵廠已能自主設(shè)計(jì)研制具有相當(dāng)難度的多級泵、 雙吸泵、 不銹鋼泵 等。 接著不少泵行業(yè)廠在農(nóng)業(yè)排灌、 電站礦山、 石油、 化工及軍工配套等方面研制出 較高水平的新型泵。 中國泵行業(yè)是在新中國成立以后發(fā)展起來的， 特別是改革開放以 來， 泵行業(yè)得到了快速發(fā)展 。 除少數(shù)的特殊泵類產(chǎn)品外， 現(xiàn)有的產(chǎn)品品種和數(shù)量基本 能滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門的需求。 泵行業(yè)主要產(chǎn)品有各類離心泵， 混流泵， 軸流泵， 旋 渦泵， 回轉(zhuǎn)式容積泵， 往復(fù)式容積泵和水環(huán)真空泵等。 在這些泵類產(chǎn)品中， 按臺(tái)數(shù)計(jì) 算， 離心泵約占 70% ， 回轉(zhuǎn)式容積泵和往復(fù)式容積泵約占 18%。 隨著各行業(yè)尤其是流 程工業(yè)的快速發(fā)展， 中國的泵行業(yè)也經(jīng)歷了高速的發(fā)展。 同時(shí)， 水處理行業(yè)， 石化行 業(yè)，石油天然氣行業(yè)，電力行業(yè)繼續(xù)保持持較高的景氣度。 雖然我國的泵行業(yè)發(fā)展已有了長足的進(jìn)步， 但還是存在諸多問題， 主要是產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)不完整， 低端市場產(chǎn)品供大于求； 企業(yè)技術(shù)水平相對較低， 自主研發(fā)自主創(chuàng)新能力 不強(qiáng)。 這些問題在一定程度上阻礙了我國泵行業(yè)市場的健康發(fā)展。 隨著越來越多的跨 國泵生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入中國，泵業(yè)市場競爭的國際化日益加深，國內(nèi)泵行業(yè)企業(yè)在技術(shù)， 管理等方面將面臨越來越大的挑戰(zhàn)。從美國和德國等發(fā)達(dá)國家的泵行業(yè)發(fā)展過程來 看， 中國的泵業(yè)市場勢必要經(jīng)歷一場由外資企業(yè)主導(dǎo)的整合。 這一輪整合必將淘汰一 部分缺乏技術(shù)能力和市場競爭力的中小企業(yè)。 這無疑有助于提高中國泵業(yè)市場的集中 度， 調(diào)整市場秩序 。 這也將使中國的泵業(yè)市場更具生機(jī)， 并積極參與到全球泵業(yè)市場 的競爭中。對于礦用泥漿泵來說， 到目前為止， 使用泥漿泵鉆井己有一百多年的歷史。 早期 的泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、 冷卻井底、 攜帶巖屑和在井壁形成泥餅。 在四十年 代末， 采用了噴射式鉆井 ， 以及后來的井下動(dòng)力鉆具鉆井， 利用高壓泥漿的沖蝕力輔 助破碎巖石可以加快鉆井速度，利用泥漿的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具也可以旋轉(zhuǎn)鉆井， 從而擴(kuò)大了礦用泥漿泵的功能和使用范圍。 （3）礦用泥漿泵國外發(fā)展現(xiàn)狀 礦用泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵， 這種泵使用時(shí)比較可靠， 但是體積 和重量都較大， 效率低， 壓力波動(dòng)大。 隨著鉆井井深的增加和套管層次的增多， 對鉆 井泵的排量和泵壓提出了愈來愈高的要求。 這也導(dǎo)致了泵功率的急劇加大， 泵的重量 和外形尺寸也隨之增加。 為減輕泵重， 當(dāng)時(shí)在雙缸泵的設(shè)計(jì)上較大的改進(jìn)是以鋼代鐵 和減小泵寬。 以鋼帶鐵是用鋼板焊接的泵殼代換鑄鐵泵殼， 并將一些零件改用優(yōu)質(zhì)合 金鋼制造;減小泵寬是應(yīng)用大直徑的滾動(dòng)軸承作連桿大端支撐， 摒棄懸臂曲拐軸設(shè)計(jì)。 這樣，兩缸中心距明顯縮小。這些都是 50 年代雙缸泵的主要改進(jìn)之處。當(dāng)然，除此 之外在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)上也有不少改進(jìn)。 盡管在 50-60 年代噴射鉆井工藝本身提出了泵壓的 要求， 但雙缸泵的實(shí)際持續(xù)工作泵壓達(dá)不到所需求的標(biāo)準(zhǔn)。 限制泵壓提高的主要因素 是活塞橡膠皮碗的壽命。 雙缸雙作用泵的活塞是 “捂” 在缸體里的， 冷卻散熱條件極 差。盡管沖次不高，但在高壓下由于活塞皮碗與缸套的摩擦，仍將產(chǎn)生 100上下的 溫度:再加上與缸套間的各種磨損作用，皮碗很快老化破裂，不能保證鉆井作業(yè)的正 常進(jìn)行和使用的合理壽命。 但這種單向活塞和敞口缸套的結(jié)構(gòu)給吸入帶來了特殊的問 題， 即三缸泵的吸入過程中 ， 只要缸內(nèi)壓力低于當(dāng)?shù)卮髿鈮海?空氣就可能從活塞背后 侵入液缸而破壞正常吸入。 所以， 在原則上三缸泵應(yīng)配置灌注泵， 這也是國外通常的 做法。 三缸單作用泥漿泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小 、 重量輕、 效率高、 壓力波動(dòng)小， 特別適 用于鉆井。三缸單作用泥漿泵經(jīng)過三十多年的不斷改進(jìn)和完善，在性能上、結(jié)構(gòu)上、 可靠性、 適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面， 已經(jīng)走向成熟， 使用效果也很顯著。 國外對鉆井泵 的研究早、 技術(shù)精、 產(chǎn)品系列齊全， 以美國的技術(shù)最為先進(jìn)， 俄羅斯和羅馬尼亞次之。 美國的鉆井泵大多采用三缸單作用泵，生產(chǎn)廠家主要 Letourneau Ell Williams 公司、IDECO 公司、EMSCO，公司和 NATIONAL-OILWELL 公司等。大多數(shù)美國三缸單作 用鉆井泵的液力端、閥箱采用 L 形；閥箱的吸入閥和排出閥是分體結(jié)構(gòu)；吸入閥采 用螺紋壓緊，其殼體與閥箱 螺紋連接；球形吸入空氣包；泵機(jī)座多為焊接結(jié)構(gòu)；曲 軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結(jié)構(gòu)； 采用調(diào)心球軸承； 十字頭滑動(dòng)面經(jīng)表面淬火磨削； 齒輪采用斜齒或無槽人字齒輪 ； 為了加強(qiáng)易損件的互換， 閥腔和活塞桿制定了相 應(yīng)的 API 標(biāo)準(zhǔn)；輔助工具齊全。 俄羅斯的礦用三缸鉆井泵起步較晚，發(fā)展較慢，但其三缸泵也已形成系列。俄 羅斯三缸泵的液力端， 閥箱采用 I 形直通式和 L 形； 閥箱的吸入閥和排出閥不是分體 結(jié)構(gòu)， 而是一體式液力模塊； 吸入閥采用液力壓緊裝置。 排出閥用冠形螺紋壓蓋壓緊。 閥盤以錐面和端面與閥座接觸。 活塞與缸套間有獨(dú)特的水封裝置， 噴淋冷卻管有鉸鏈 裝置。 缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。 動(dòng)力端機(jī)座有鑄件和 焊接件， 傳動(dòng)采用小螺旋角斜齒輪傳動(dòng)和寬槽人字齒輪。 曲軸是由鑄造的偏心輪套在 直軸上組成的。 三缸單作用泥漿泵雖然是目前國外的趨勢，但是這種泵也有其本身無法克服的缺 點(diǎn)。 目前國外已開始研制一些新型的鉆井泵， 如： 新型液壓驅(qū)動(dòng)雙作用鉆井泵、 新 型 液壓驅(qū)動(dòng)三缸鉆井泵、 Mud-master 液壓驅(qū)動(dòng)鉆井泵、 偏斜曲柄連桿機(jī)構(gòu)鉆井泵、 新型 HD 系列三缸鉆井泵、 六角 形無脈動(dòng)鉆井泵等。 這幾種新型泵的技術(shù)還不成熟， 目前 仍沒能得到廣泛應(yīng)用。 （4）礦用泥漿泵國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 在我國， 第一臺(tái)礦用泥漿泵泵是五十年代誕生的， 為雙缸泵。 在七十年代， 由于 鉆井工藝的試驗(yàn)和推廣， 引進(jìn)國外三缸泵及技術(shù)。 從此開始了三缸泵的研制工作， 它 在短短的數(shù)年中取代了雙缸泵，成為提高噴射鉆井水平的關(guān)鍵設(shè)備。 （5）礦用泥漿泵發(fā)展趨勢 礦用泥漿泵發(fā)展趨勢是提高時(shí)效、 降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、 新 技術(shù)和新裝備。 運(yùn)用高速高壓噴射鉆井工藝是這一趨向的必然選擇。 高速由高可靠性 的鉆機(jī)來保證 ,高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。鉆井泵要適應(yīng)鉆井工藝技 術(shù) ,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、 新技術(shù)的 要求 ,將進(jìn)一步向大功率、 大排量和高泵壓方向推進(jìn) ,其性能水平和使用壽命直接影 響鉆井速度和生產(chǎn)成本 ,同時(shí)作為野外重要設(shè)備 ,工作條件十分惡劣 ,工況也異常 復(fù)雜 ,對礦用泥漿泵的可靠性和安全性提出越來越高的要求。二、 論文 （設(shè)計(jì) ）研 究的內(nèi) 容 1 .重點(diǎn)解決的問題 礦用泥漿泵的總體方案設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選型、 圖紙的繪制以及零件的強(qiáng)度校核。 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） （ 1 ）礦用泥漿泵的總體方案設(shè)計(jì)，理解泵的工作原理 （ 2 ）進(jìn)行泵體的選型，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析 （ 3 ）各部件主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)的計(jì)算 （ 4 ）零件圖與總裝配圖的繪制 （ 5 ）撰寫詳細(xì)說明書 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （ 1 ）礦用泥漿泵主要參數(shù)的確定 （ 2 ）礦用泥漿泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 3 ）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)總裝配圖、主要部件圖、撰寫詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書 （4）外文文獻(xiàn)的翻譯三、 論文 （設(shè)計(jì) ）工 作安排 1 .擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； （1）依靠所學(xué)的知識對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì) （2）礦用泥漿泵的主要技術(shù)參數(shù)的確定 （3）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （4）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)總裝配圖、主要部件圖 （5）撰寫祥細(xì)設(shè)計(jì)說明書 （6）翻譯外文資料一篇 2 .論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 （ 1 ）第 1 周：收集相關(guān)資料 （ 2 ）第 2 周：閱讀整理所收集資料 （ 3 ）第 3 周：撰寫開題報(bào)告初稿交指導(dǎo)老師修改 （ 4 ）第 4 周：完成開題報(bào)告，并進(jìn)行答辯 （ 5 ）第 5 周：礦用泥漿泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 （ 6 ）第 6 周：礦用泥漿泵總體方案設(shè)計(jì) （ 7 ）第 7 周：礦用泥漿泵主要參數(shù)分和選擇，進(jìn)行中期撿查。 （ 8 ）第 8 周：礦用泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-繪制裝配圖 （ 9 ）第 9 周：礦用泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-修改完裝配圖 （ 10 ）第 10 周：繪制礦用泥漿泵零件圖 （ 1 1 ）第 11 周：繪制礦用泥漿泵零件圖 （ 12 ）第 12 周：撰寫礦用泥漿泵設(shè)計(jì)說明書 （ 13 ）第 13 周：修改完礦用泥漿泵設(shè)計(jì)說明書 （ 14 ）第 14 周：翻譯外文資料 （ 15 ）第 15 周：進(jìn)行畢業(yè)答辯四、 需要 閱讀的 參考 文獻(xiàn) 1濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)M.高等教育出版社，2013 2劉延慶.液壓與氣壓傳動(dòng)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2015 3孫恒.機(jī)械原理M.高等教育出版社，2013 4賈振元,王福吉.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.科學(xué)出版社，2011 5嚴(yán)培德.國內(nèi)外幾種泥漿泵簡介J.國外化工裝備技術(shù)，1982(1):43-52 6王嵐.工程機(jī)械用高壓泥漿泵活塞的研制J.制品，2010(6):48-50 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附： 文獻(xiàn) 綜述或 報(bào)告文獻(xiàn)綜述 一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀5 礦 用 鉆 井 泥 漿 泵 的 使 用 大 約 已 有 一 百 多 年 了 。 早 期 泥 漿 泵 的 功 能 僅 在 于 循 環(huán) 泥 漿、 冷卻井底 、 攜帶巖屑等。 1940 年代末， 隨著噴射式鉆井和井下動(dòng)力鉆具鉆 井的出 現(xiàn)， 擴(kuò)大了泥漿泵的功能與使用范圍。 近些年來， 隨著深井和超深井的開采逐漸增多， 對鉆井泥漿泵的功率與壓力提出了更高的要求。 泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用 泵 ，這 種 泵 傳 動(dòng) 效率 低 、 流量 和 壓 力波 動(dòng) 大、 體 積 大、 重 量 重， 不 能滿 足 惡 劣的 鉆 井 工 況， 尤 其 是海 洋 鉆 井的 需 要 。 所以 1960 年 代 ，比 較 先 進(jìn)的 三 缸 單作 用 泥 漿 泵得 到 了應(yīng) 用 。 三缸 泵 的 優(yōu)點(diǎn) 在 于 體積 小 、 重量 輕 、 效率 高 、 壓力 波 動(dòng) 小。 經(jīng) 過 40 年 來 的不斷改進(jìn)與完善， 三缸單作用泵已經(jīng)比較成熟 ， 使用效果顯著。 現(xiàn)在， 隨著石油開 采技術(shù)的不斷革新和鉆井要求的日益提高，又出現(xiàn)了一些新型的礦用泥漿泵。 目 前 世 界 各 國 都 在 大 量 研 究 和 使 用 三 缸 單 作 用 礦 用 泥 漿 泵 ， 并 且 都 是 朝 著 大 功 率、 長沖程、 大缸徑、 高泵壓的技術(shù)方向發(fā)展 。 國外對鉆井泵的研究早、 技術(shù)精、 產(chǎn) 品系列齊全， 尤其以美國的技術(shù)最為先進(jìn)， 俄羅斯和羅馬尼亞次之。 在世界范圍內(nèi)泥 漿 泵技 術(shù) 發(fā) 展 , 美 國處 于 領(lǐng) 先地 位 。 美國 不 僅制 造 泥 漿泵 的 廠 家較 多 (有 20 多 家公 司 生 產(chǎn)泥 漿 泵 ), 而 且泥 漿 泵 科研 項(xiàng) 目水 平 高 , 結(jié) 構(gòu)設(shè) 計(jì) 新 穎 , 制 造質(zhì) 量 較 好 , 銷 售范 圍 也 很 廣 。蘇 聯(lián) 三 缸 泵研 制 與 使 用較 晚 ,盡 管 也研 制 了 1000 、 1300 、1600 馬 力 三缸 泵 , 但 使 用數(shù) 量 還 未占 絕 對優(yōu) 勢 , 雙 缸泵 仍 占 有一 定 比例 。 羅 馬尼 亞 盡管 生 產(chǎn)系 列 三 缸泵 , 但在研究與改進(jìn)結(jié)構(gòu)方面發(fā)展不快,在三缸泵參數(shù)上還保持高沖數(shù)。 三缸單作用泥漿泵雖然是目前國外的趨勢， 但是這種泵也有其本身無法克服的缺 點(diǎn)。 目前國外已開始研制一些新型的鉆 井泵 ， 如： 新型液壓驅(qū)動(dòng)雙作用鉆井泵 、 新 型 液 壓 驅(qū) 動(dòng)三 缸 鉆 井 泵 、 Mud-master 液 壓 驅(qū) 動(dòng)鉆 井 泵 、 偏 斜曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 鉆井 泵 、 新 型 HD 系 列三 缸 鉆 井泵 、 六 角形 無 脈 動(dòng)鉆 井 泵 等。 這 幾 種新 型 泵 的技 術(shù) 還 不成 熟 ， 目 前仍沒能得到廣泛應(yīng)用。 我 國 的泥 漿 泵 是 從 1960 年 代 開始 ， 由 引 進(jìn) 美國 技 術(shù) 發(fā) 展起 來 的 。 當(dāng) 前， 我 國 生 產(chǎn)石油鉆井泵的單位主要有寶雞石油機(jī)械有限公司、 蘭州蘭石國民油井石油工程公司 等單位， 其生產(chǎn)的系列三缸泵己經(jīng)能基本滿足我國大部分油田鉆井的需要 ， 并有部分 出口?？傮w來說，我國對石油鉆井泵的研究起步較晚，但通過技術(shù)引進(jìn)、自主研發(fā)， 我國與國外先進(jìn)技術(shù)的差距正在逐步縮小。 二、研究主要成果（1） 礦用泥漿泵在鉆機(jī)配備方面的發(fā)展16 由 于 噴射 式 鉆 井、 渦 輪 鉆井 和 超 深 井鉆 井 的 需要 , 現(xiàn) 代 鉆機(jī) 均 加 大了 礦 用 泥漿 泵 的功率配備。 此外,有時(shí)為了能使用單泵鉆井 ,也需要加大泥漿泵功率。 美國 E.W.Co . 公司推薦:w 一 1000 型泥漿泵適用于井深 3344 一 4864 m ,W 一 1 瑰 00 型泥漿泵適用 于井深 3648 一 608omW 一 2000 型泥漿泵適用于 井深魂 364 一 15200m。 在柴油機(jī)、 變 矩 器驅(qū) 動(dòng) 的 石油 鉆 機(jī)中 ,因 為變 矩 器 本身 具 有自 動(dòng) 調(diào) 節(jié)轉(zhuǎn) 速 與扭 矩 的 特性 , 為 了在 鉆 井 中少 換 或不 換 缸 套 , 并 且使 活 塞桿 受 拉 力不 超 負(fù)荷 , 確 保泥 漿 泵正 常 的 使用 壽 命 , 泥漿泵功率配備應(yīng)比一般機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)大一級。 （2） 礦用泥漿泵基本參數(shù)的研究7 泥 漿 泵基 本 參 數(shù)發(fā) 展 動(dòng) 向是 : 加 大 泥漿 泵 傳 動(dòng)功 率 、 沖程 長 度 、 最大 缸 套 直徑 、 最大泵壓、以及吸入與排出管直徑,降低泥漿泵沖數(shù)。 （3） 礦用泥漿泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究7 采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸。 采用雙墻板泥漿泵殼體。 設(shè) 計(jì)了 雙 保 險(xiǎn)介 桿 密 封結(jié) 構(gòu) 采 用兩 道 O 形 密封 圈 , 并 在兩 道 密 封圈 之 間 開有 泄 流 孔, 這 樣即 使 有 少量 泥 漿穿 過 第 一道 O 形 密封 , 也 可以 從 泄 流孔 流 出去 ,而 不致 于 穿 過 第二道 O 形密封,把潤滑油搞臟。這種結(jié)構(gòu)密封可靠,潤滑油清潔,齒輪壽命較長。 新 結(jié)構(gòu) 曲 軸 固定 方 法 。曲 軸 軸 承座 與 泥 漿泵 殼 體 的聯(lián) 接 采 用左 右 分 瓣型 式 ,用 錐 銷、 螺栓定位緊固 。 這種新結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是螺栓 、 錐銷不承受拉力,只承受剪切力,所以 曲軸很不容易松動(dòng),對齒輪嚙合、 工作安全是很有利的 。 常規(guī)的泥漿泵,螺栓承受拉力 , 曲軸常常容易松動(dòng)。 采 用 雙 重 潤 滑 系 統(tǒng) 為 確 保 泥 漿 泵 齒 輪 與 軸 承 的 潤 滑 , 安 全 運(yùn) 轉(zhuǎn) , 采 用 了 雙 重 潤 滑 系統(tǒng) 。 雙 重潤 滑 有 兩種 , 一 種是 采 用 飛濺 重 力 自流 潤 滑和 齒 輪 油泵 噴 油 潤滑 是 采用 雙油泵潤滑系統(tǒng) 。 （4） 礦用泥漿制造工藝的發(fā)展6 用鑄造液缸與鍛造液缸、 液缸噴丸處理感應(yīng)淬火 、 自增強(qiáng)液缸的方法來提高液缸 的疲勞強(qiáng)度， 延長使用壽命， 此外還采用了液缸防腐處理 ， 雙金屬缸套和陶瓷缸套的 方法來延長壽命。 （5） 礦用泥漿使用的發(fā)展6 組織使用人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn) ,提高使用人員素質(zhì)和建立泥漿泵使用、維護(hù)保養(yǎng)、 修理制度,掌握如何正確使用泥漿泵,可提高泥漿泵的使用壽命。合理使用泥漿凈化系統(tǒng)， 減少泥漿中的含砂量,不僅可以提高鉆井質(zhì)量,而且還提 高 了泥 漿 泵 易損 件 的 使用 壽 命。 鉆 井 實(shí)踐 表 明 :在 條件 相 同 的情 況 下 ，泥 漿 含砂 量 從 2%下降到 1%,活塞使用壽命可以提高 30%,如果含砂量從 1%下降到。 5% , 活塞使用壽 命可以提高 170%。另外由于除氣效果好,使泥漿中含氣量大大減少 , 不僅保證了泥漿 應(yīng)有的比重而且還減少了泥漿泵工作中的氣蝕與敲擊作用。 所 以,合理使用泥漿凈化 系 統(tǒng) 將 是 改 善 泥 漿 泵 工 作 條 件 , 提 高 泥 漿 泵 使 用 壽 命 的 一 項(xiàng) 很 重 要 的 措 施 , 這 一 點(diǎn) 在 國外非常重視。 合理使用泥漿泵。 鉆井時(shí),泥漿泵應(yīng)當(dāng)采用最大直徑缸套,以最小的沖數(shù)來獲得需 要排量。這是一條使用原則。目前,美國大多數(shù)鉆井不用高沖數(shù),而常用 100- 12 0 沖 /分、這樣易損件壽命有所提高,而旦還改善了吸入性能。 美 國 泥 漿 泵 的 先 進(jìn) 技 術(shù) 水 平 。 美 國 泥 漿 泵 使 用 壽 命 均 在 10 年 以 上 。 G.D 公 司 有 90%泥漿泵可使用 15 年以上。 (6) 新型礦用泥漿泵的發(fā)展6 偏斜曲柄機(jī)構(gòu)泥漿泵 美國 Mission 公司研究開發(fā)部提出了偏斜曲柄機(jī)構(gòu)泥漿泵設(shè)想。 以加長泥漿吸入 沖 程時(shí) 間 和 縮短 排 出 沖程 時(shí) 間 , 提 高泥 漿 泵 的吸 入 性 能。 所 謂偏 斜 曲 柄機(jī) 構(gòu) 是 指曲 軸 的旋中心不在液缸中心水平面內(nèi),而是在水平面的上面,中心偏 斜。 新型雙缸泥漿泵 瑞典正在研究一種新型雙缸泥漿泵,采用液壓驅(qū) ,沒有齒輪、 連桿、 偏心軸,也沒 有飛輪等裝置,所以新型雙缸泥漿泵體積小、 重量輕,可以取代現(xiàn)有的雙缸泵和三缸泵, 用于鉆井是很經(jīng)濟(jì)的。 據(jù)報(bào)道,新型雙缸泥漿泵 , 目前正在進(jìn)行各種泥漿與工況性能 試驗(yàn)。 新型液壓三缸泵 盡管目前的三缸泵在結(jié)構(gòu)、 性能、 重量、 體積方面,比雙缸泵有更突出的優(yōu)點(diǎn),但 是還是較大、 較重.近年來,美國研制了新型液壓三缸泵,傳動(dòng)功率為 500 馬力,沒有齒 輪、 連桿、 偏心軸,采用液壓驅(qū)動(dòng),由一臺(tái)柴油機(jī)或交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)變量液壓泵 ,4 驅(qū)動(dòng)三個(gè)工作缸,三個(gè) 工作缸分別通過活塞桿帶動(dòng) 三個(gè)液缸進(jìn)行工作。 三、發(fā)展趨勢10 隨 著 礦用 鉆 井 技術(shù) 的 發(fā) 展 , 特 別 是高 壓 噴 射鉆 井 、 近平 衡 鉆 井 、叢 式 定 向井 、 水 平井等新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)步, 對鉆井泥漿泵的工作性能要求越來越高。目前， 礦用泥漿泵正朝著大功率、 大排量和高壓力的方向發(fā)展 。 同時(shí)作為野外的機(jī)械設(shè)備他的可靠性，輕便性以及耐磨性也是未來重要的發(fā)展方向。 三、存在問題16 （1）鉆井泵重量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求，制約著鉆機(jī)的移運(yùn)性。 （2） 沖程短， 沖次高, 鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作 ， 致使液力端壽命短 。 （3） 泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要。 （4 ） 結(jié)構(gòu) 不 合 理， 部 分 強(qiáng)度 冗 余， 部 分 剛度 不 足 ，可 靠 性低 ， 難 以滿 足 鉆 機(jī)高 可 靠 性要求。 （5）缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。 （6）缸體的密封問題，如何更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)提高泵的使用效率。審 核 意 見 指導(dǎo) 教師 評閱 意見 （ 對選題情況 、 研究內(nèi)容 、 工作安排 、 文獻(xiàn)綜述等方 面進(jìn)行評 閱） 簽字： 年 月 日 教研 室主 任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院 教學(xué) 指導(dǎo)委 員會(huì) 意見 簽字： 年 月 日 公章：