一种新型钻井泵缸套的液压更换装置的分析和应用

来源:环球市场信息导报
关键字:新型钻井泵缸套
发布时间:2013-11-12 08:31

　　钻井泵的缸套和活塞是易损件，在钻井过程中，需要经常进行缸套和活塞的更换工作。本文对一种新型钻井泵的缸套液压更换装置进行了结构分析，并对其缸套安装及更换的过程与常规缸套更换进行了对比，得出结论，利用缸套液压更换装置进行缸套更换更省时省力，提高了钻井泵的工作效率。

　　1 引言

　　钻井泵的缸套和活塞是易损件，在钻井过程中，需要经常进行缸套和活塞的更换工作。据统计，缸套和活塞的更换造成的泥浆泵停机时间占整个泥浆泵停机时间的近乎一半，因此通过缸套更换装置结构的改进，提高缸套更换的工作效率意义重大。

　　传统的缸套固定方式，通过缸套压盖螺纹旋紧方式，压紧缸套。在安装的过程中，需要把缸套装到缸套法兰内，旋紧缸套压盖，使缸套座到位为止，用锤头把缸套压盖敲紧。拆卸过程则需要用锤头将缸套压盖敲松旋出，然后将缸套拆出更换。缸套拆装耗时，工人的劳动强度大。

　　为了提高缸套更换的工作效率，减轻工人的劳动强度，在传统钻井泵的缸套固定结构上进行了改进，通过液压使弹簧压缩然后再利用弹簧的回复力将缸套压紧，以使缸套安装、拆卸更加方便快捷。

　　2结构简述

　　新型缸套液压更换装置主要由缸套压紧体（含油缸、活塞杆、弹簧等）及压紧法兰等部分组成，其结构如图1所示：

　　图1缸套液压更换装置的结构示意图

　　1.1.液压接头2. 固定螺母3. 压紧法兰

　　4. 缸套压紧体5. 双头螺柱6. 垫环7. 缸套密封8. 耐磨盘9. 缸套10. 油缸封盖 11. 压紧螺母 12. 活塞杆13. 弹簧

　　序1液压接头，序4缸套压紧体油缸压力油进入的通道。

　　序3压紧法兰为圆环状法兰状部件，有与序12活塞杆相配合的孔，它套在缸套上，通过压紧缸套的凸缘来使缸套压紧。

　　序4缸套压紧体是安装在液缸上的圆筒体状部件，它是这个装置的主要部件。该部件通过序5双头螺柱和序2固定螺母固定在液力端。序4缸套压紧体上配有油缸，油缸内配有序13弹簧，弹簧的左、右两侧分别由序10油缸封盖和活塞支撑。

　　序6垫环介于序4缸套压紧体和钻井泵液力端液缸之间。

　　序8为耐磨盘，安装在序9缸套和液力端的液缸之间。

　　序9缸套为中间带凸缘的缸套，配合该装置使用。

　　序12为活塞杆（带活塞），其左侧有螺纹，右侧的活塞可在液压油进入后挤压弹簧。

　　3 缸套安装及更换的工作过程及原理简述

　　3.1缸套的初次安装过程：

　　a. 首先将序9缸套组装好，该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第514期2013年第31期-----转载须注名来源检查并确认其内外表面光滑无异常且序7缸套密封安装合适，将缸套吊装到安装位置，并装入序4缸套压紧体孔内。然后将缸套推送至贴紧序8耐磨盘。

　　b. 将序3压紧法兰套入缸套，对准序12活塞杆并恰当的穿过直至与序9缸套的凸缘贴紧。将序11压紧螺母用手均匀拧紧。

　　c. 连接好液压管线到序1，给序4缸套压紧体的液缸加压。

　　液压力通过克服弹簧的弹性力，使液缸的活塞压缩弹簧并将活塞杆推出。在此时将能观察到序11压紧螺母与序3压紧法兰的凸缘有一定的间隙。待达到设定压力后，将序11压紧螺母用工具均匀拧紧，消除序11与3压紧法兰凸缘的间隙。

　　d. 卸掉系统压力。此时，由于液压泄荷，序4缸套压紧体内液缸的活塞失去了与弹簧向右回复力平衡的液压力，弹簧给活塞一个向右挤压力，而活塞和活塞杆带序11压紧螺母给序3压紧法兰一个压力，序3压紧法兰将该挤压力通过缸套的凸缘，挤压缸套，使缸套压紧在序8耐磨盘上，其压紧力就等于弹簧的弹性力，也即液压力。这样，就将液压力通过弹簧的弹力转换为对缸套压紧力，使缸套的压紧力可用液体的压力来设定。

　　e. 把液压管线等附件拆除。这样缸套的安装工作就完成了。缸套就由弹簧的压紧力压在耐磨盘上。

　　3.2缸套的更换过程：

　　a. 将钻井泵活塞取出；

　　b. 连接好液压管线到序1液压接头，加压到设定压力。此时，序4缸套压紧体内液缸的活塞两侧的弹性挤压力与液压力平衡，序11压紧螺母受力很小，就应该可以被很轻松的拆卸下来。

　　c. 然后将序3压紧法兰从缸套上取出，再下来将缸套拆卸取出。

　　d. 如果需要安装新的缸套，则方法与前述的安装缸套基本相同。直接将组装好的缸套放入装置内，套入序3压紧法兰，然后拧紧序11压紧螺母，卸掉系统压力，拆除液压管线等附件即完成了缸套的更换过程。

　　4 现场应用：

　　该型缸套液压更换装置在宝鸡石油机械有限责任公司配套Scarabeo 9半潜式钻井平台的F-2200HL钻井泵组上已经成功应用。

　　5 特点

　　与常规的缸套更换结构相比，这种新型的液压缸套更换装置有以下几方面的优点：

　　1）1）减小现场人员的劳动强度和缸套更换的时间，提高钻井效率。

　　2）2）缸套压紧力可设定，利用液压和弹簧的弹力的关系，使缸套压紧力可用液体的压力来设定，通过量化的液压力转换为弹簧的压紧力。