目录摘要 (III)ABSTRACT ................................................... I V 1前言1.1课题的背景及研究意义 (5)1.2钻井泥浆泵的现状与趋势分析 (7)1.2.1我国钻井泥浆泵现状 (7)1.2.2 钻井泥浆泵的发展趋势 (8)1.3现有研究的不足及本文研究的内容 (9)2钻井泵基本参数的确定2.1排量................................................................................................ 错误！未定义书签。
2.2泵压................................................................................................ 错误！未定义书签。
2.3冲程及冲程长度 ............................................................................ 错误！未定义书签。
2.4泵的额定功率 ................................................................................ 错误！未定义书签。
2.5额定活塞推杆力............................................................................ 错误！未定义书签。
3钻井泥浆泵液力端总体设计3.1液力端的总体方案结构设计........................................................ 错误！未定义书签。
3.1.1缸盖结构................................................................................. 错误！未定义书签。
3.1.2 凡尔体结构............................................................................ 错误！未定义书签。
3.1.3 拉杆结构................................................................................ 错误！未定义书签。
3.1.4活塞结构................................................................................. 错误！未定义书签。
3.1.5缸套结构................................................................................. 错误！未定义书签。
3.1.6阀箱结构................................................................................. 错误！未定义书签。
3.2钻井泥浆泵的主要作用及工作机构............................................ 错误！未定义书签。
4 液力端易损件设计分析4.1泵阀设计分析................................................................................ 错误！未定义书签。
4.2活塞设计分析 ................................................................................ 错误！未定义书签。
4.3缸套设计分析............................................................................... 错误！未定义书签。
总结.......................................... 错误！未定义书签。
谢辞.......................................... 错误！未定义书签。
参考文献........................................ 错误！未定义书签。
摘要为了满足国际市场的需要，石化行业都在不断加大钻井设备的投入，同时加快了老钻机的更新改造和新型轻便钻机的研制步伐，加之国际市场对钻井泵的需求量增大，使得钻井泵的供求矛盾更加突出。
随着新钻井工艺的应用和发展，要求开发具有更高更好性能的新型钻井泵。
本文在液力端系统总体结构和工作原理的基础上,对3NB-1300钻井泥浆泵液力端系统进行详细的结构设计与分析，重点对冲程、冲次及液力端易损件进行设计与计算。
关键词：钻井泥浆泵；液力端系统；冲程；冲次3NB-1300 Mud Pump --Design of the Hydraulic SystemABSTRACTIn order to meet the demand of international drilling market, the petrifaction industry are constantly increasing the investment in drilling equipment, and speeding up the upgrading of the old driller and the development of the new driller. With the increased demand of mud pump at the international market, the contradiction between the supply and demand of the mud pump is more prominent. With the application and development of new drilling technology, the market requires the better performance of new drilling pump.This thesis detailed designs the structure of the hydraulic system of 3NB-1300 mud pump at the basis of overall structure and operating principle, and focus on the design and computing of the stroke, frequency and the wearing part.Key Words: Mud pump; Hydraulic system; Stroke; Frequency1前言1.1课题的背景及研究意义石油钻井技术发展90年代, 由于海洋深水油气田的开发和大量水平井钻井的需要, 不仅使钻机的功率加大, 提升能力加强, 而且使钻井泥浆泵功率也增加到1470～1618kW(2000～2200hp)。
泵压则由35MPa提到52.7MPa。
这种新参数的泥浆泵已经在半潜式、浮动钻井船, 改造的自升式平台上大量采用。
并在英国北海油田、美国墨西哥湾油田、西非海岸的油气开发中服役。
在南中国海也将3NB1600 型泵的泵压提高到52.7MPa 后使用在钻井平台上。
预计在未来的几年中, 在我国的各类海洋平台和钻井船上3NB1300型和3NB1600型泵也将陆续改造为52.7MPa 或更换成3NB2200型泵。
而在沙漠中大于7000m 的油气井也将用3NB2200型泵来完成。
采用大功率泥浆泵主要是解决在水平井段防止钻杆卡钻和清除井底岩屑, 加快进尺, 为井下提供动力, 缩短钻井周期, 降低钻井成本。
目前在一般水深小于1200m 的油田, 半潜式钻井船日租费用为$2.5万元/天, 而在超深水域半潜式钻井船将高达$12万元/天。
因此, 采用安全可靠、性能先进的高压大功率泥浆泵是提高钻井效益的有效途径。
目前, 国产大功率三缸泵最大为3NB1600型泵, 且压力为35MPa。
为了尽快适应日益发展的钻井技术的需要, 应加快研制国产3NB2200型泥浆泵。
大功率泥浆泵在海上油田的采用, 势必扩展到陆上超深井和水平井钻机上, 就像过去三缸单作用泵在海洋钻机上替代双缸双作用泵一样, 形成一场革命, 很快扩展到陆地钻机。
随着泵压的升高, 对钻机中各类钻具的性能要求也将随之提高, 否则, 采用高压大功率泥浆泵后带来的钻井效益将由于钻具的频繁损坏而殆尽。
国外三缸单作用钻井泵的结构特点如美国三缸泵的液力端，阀箱采用L型，阀箱的吸入阀和排出阀为分体结构。
吸入阀采用螺纹压紧，其壳体与阀箱螺纹联接，球形吸入空气包。
泵机座多为焊接结构，小齿轮用键固定在传动轴上，大齿轮套安装在曲轴上。
曲轴采用直轴与偏心轮一起铸造的结构。
采用双列向心球面调心轴承。
十字头滑动面经表面淬火磨削。
齿轮采用斜齿或无槽人字齿轮。
为了加强易损件的互换，阀腔和活塞杆制定了相应的标准。
随机辅助工具齐全，有阀座液压拉拔器、液压拆卸器、缸套拆卸器等。
俄罗斯三缸钻井泵的现状俄罗斯三缸钻井泵起步较晚，发展较慢，至今在钻井实践中，仍大量采用双缸泵。
但其三缸泵已形成系列，而且发展势头较快。
如俄罗斯石油钻机主要生产厂家，乌拉尔重型机械制造联合公司计划新建一个生产三缸泵的专业化分厂，将生产整体人字齿轮。
俄罗斯现有四个功率级别的三缸泵，即600、800、950、和1180kw。
俄罗斯三缸泵的液力端，阀箱采用I型直通式和Ｌ型，阀箱吸入阀和排出阀不是分体结构，而是一体式液力模块。
Ｌ型阀箱又有吸入阀在前、排出阀在后的常规型和吸入阀在后、排出阀在前的变Ｌ型结构。
吸入阀采用液力压紧装置，不依靠螺纹压紧，压紧装置内充满液压油，其壳体与阀箱螺纹联接。
排出阀用冠形螺纹压盖压紧。
阀盘以锥面和端面与阀座接触，阀盘质量较轻，接触应力较小。
阀胶皮保证可靠的密封。
活塞—缸套之间有独特的水封装置，喷淋冷却管有铰链装置，可提高可靠性，减少机修时间和使用费用。
喷淋泵的开关与钻井泵传动机组联锁，电动泵未起动，钻井泵不能起动，以保护主泵。