专利名称：双体多缸高压注浆泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机械液泵，适用于石油钻探输送大流量高压泥浆和采油高压注水、清除和舒通港口、码头及江河航道底部的泥沙、大型电厂远距离排泄粉煤灰、选矿厂排泄尾矿沙、大型地下工程注浆堵水及加固、被淹井巷抢险救灾等。
背景技术：
目前国内各大油田使用的是3NB130C型泥浆泵。该泵的排浆量和压力虽能满足钻进的技术要求，但其缺欠对石油钻井的影响很大。主要不适应之处是1、泵的体积过大，自身的重24.35吨，再加上庞大的传动系统和1300马力的大型柴油机，每套总重80多吨。2、每套泥浆泵的造价昂贵，超过150万元。3、该泵是单作用的柱塞泵，冲程次数过大120次/分，柱塞在缸筒内运动输速度为1.22m/秒，失去自吸功能，全靠附泵压力供浆。4、泵的三套浆缸和6个吸排浆阀是整体结构，十分笨重，维护检修不便。5、缺少变速和离合装置，调整浆量和压力必须整机停机，更换缸筒和活塞。
石油钻探是流动性最强的施工现场，这样笨重的泥浆泵每年搬家多次，拆卸、运输、安装给石油工人带来极大的困苦，对石油工业的高速发展受到一定的障碍。
发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有油田钻井泥浆系统的设备复杂、过于庞大而笨重、造价昂贵、操作和维护不便的缺欠，提供一种动力传动与泵固为一体，多浆缸往复作功的活塞泵，较现有油田泥浆泵系统的重量减轻10倍、造价减少5倍，并具有离合、变速、自吸功能；排浆量、压力随意调节；操作、维护、检修便捷的一种大型多功能高压姊妹泵。
采用的技术方案是双体多缸高压注浆泵，包括二个多浆缸泵、电机、离合器、减速机，二个多浆缸泵在结构上相同，且对称地设置在电机的两侧，电机输出轴上装设有离合器，离合器通过万向连轴器与减速机的输入轴连接，减速机两侧各有一个输出轴，二个输出轴分别通过万向连轴器与对应的多浆泵的变速滑动花键轴连接。
上述的多浆泵装设有变速手柄，且与变速滑动花键轴啮合，变速滑动花键轴上装设有三位变速滑动齿轮；多浆缸泵上装设有传动轴和曲轴，在传动轴上装设有三个三位变速固定齿轮和小人字齿轮，变位变速滑动齿轮可分别与传动齿轮上的三个三位固定变速齿轮啮合或分离，小人字齿轮与大人字齿轮啮合，大人字齿轮的两侧分别连接曲轴，曲轴与连杆轴联结，连杆另一端依次装配有滑块，活塞杆；活塞杆的另一端与活塞连接，活塞密封在浆缸缸筒内。
上述的泵有八套独立的浆缸系统，八个吸浆汇合管并联在吸浆总管上，每一个吸浆汇合管末端设置一个吸浆控制阀，二个排浆阀式并联在排浆汇合管上，八根排浆汇合管通过单向逆止阀并联在排浆总管上。
上述的电机输出轴上装设有飞轮，离合器装设在飞轮上。
本发明是通过以下技术方案实现双体多缸泵同时运转，分别变速的。电机输出轴上紧固一个飞轮，机械离合器安排在飞轮上，离合器的传动用万向连轴器与减速器连接，而减速器的两端输出轴分别用万向连轴器与左右两泵的变速花键滑动轴连接。每台泵各有三个齿数不等的滑动变速齿轮，靠变速手柄拨动，可随意左右滑动，分别与传动轴上的三个变速齿轮啮合，传动轴呈现出三种不同的转速。传动轴中间有一组固定的小人字齿轮与曲轴中间的大人字齿轮啮合，使曲轴具有三种不同的转速。大人字齿轮带动两侧的曲轴和连杆大头做圆周运动，使连杆小头、十字头滑块、活塞杆和活塞做直线往复运动，通过缸筒前、后压盖的顶部和侧面各有两套排、吸浆阀的动作，实现活塞往复吸、排浆的功能。该泵的多个吸、排浆阀通过吸浆汇合管从一根供浆管吸入和通过排浆汇合管集中到一根高压管路排出。
本发明与现有油田使用的泥浆泵相比有如下积极效果1、本发明是实现油田钻井现代化的基础。油田钻井所用的钻机和两台泥浆泵的动力为三台大型柴油发动机通过复杂而庞大的传动系统带动。本发明是将2-3台双体多缸泵改为简单易行的电机直接带动。动力源因地而异，有条件可直接利用外接电源，偏僻地区利用柴油发电机供电。钻机改为电机直接带动的效果更稳定，提高钻进速度。这样可使油田钻井的设备变的轻便灵活、操作简单、维修便利、提高钻进速度，同时大幅度降低设备成本。
2、每台泵有两个独立的泵体，各有四套双作用的浆缸，每套浆缸有8种不同规格(Φ100-60)的缸筒和活塞，可根据钻孔所需的实际情况，随时更换，改变排浆量和压力。
3、双体多缸泵有一套离合装置，电机正常运转的状态下，搬动离合器的手柄，同时控制两泵的停、启或更换变速档位。若将左泵或右泵的变速档位置于空档位时，实现左泵或右泵停机备用，进行更换缸筒或检修，另一侧泵正常工作。
4、双体多缸泵各有一套独立的变速装置，各有三个变速档位和两个空档位，传动比分别是高速1、中速1.43、低速2.81。由于变速比大，完全适应油田钻井在不同深度需求不同浆量所需压力的变化。如浅孔时钻孔的孔径大，需大浆量低压力排泄泥沙或岩粉，需用高速。而深孔的孔径多次缩小，需要高压力、小排量排泄岩粉，需用低速，低速较高速的压力增加2.81倍，但排浆量减少2.81倍，恰好满足钻井对泥浆泵的排浆量和压力的需求。再加上缸筒还有8种不同规格的直径，可随时更换，更完全能适应对各种复杂条件的不同需求。
5、国内油田普遍使用的3NB130C型泥浆泵的柱塞运动速度过快(1.4m/秒)，吸浆靠补泵压力供浆。本发明靠8套浆缸活塞往复作功，运动速度较缓(0.15m-0.42m/秒)，具有很强的自吸功能，无需补泵压力供浆。
6、每个油田钻井配备2-3台双体多缸泵完全满足钻探的需求。浅孔钻进同时使用1.5台或2台，排浆量达135-180m3/时，中、深孔仅用1-1.5台工作，完全满足所需浆量和压力的需求。
7、本发明不仅是可取钻进中的泥浆泵，同时又是处理钻孔坍塌、漏浆、漏水的理想双液(水泥、水玻璃)注浆或注水泥沙浆固结和孔内堵漏的注浆设备。
8、油田现使用的3NB130C型泥浆泵每台自身重24.35吨(不包括动力和传动系统)，钻场两台泥浆的总重量超100吨，价格300余万元，若油田钻场改用3台该泵取代，总重不超过15吨，总价格100万元左右，使其重量减少5倍，投资降低3倍。
9、本发明配用的电动机有8种(75-315kw)不同功率的型号，可根据所需浆量和压力选择电机。
图1、双体多缸高压注浆泵主视2、双体多缸高压注浆泵俯视3、双体多缸高压注浆泵吸浆阀结构4、双体多缸高压注浆泵排浆阀结构图
其图中标号1、泵底座；2、机架；3、电动机；4、离合器；5、离合器手柄；6、减速机；7、减速器输出轴；8、变速滑动花键轴；9、变速手柄；10、三个变速滑动齿轮；11、传动轴；12、三位变速固定齿轮；13、小人字齿传动齿轮；14、大人字齿轮；15、曲轴；16、曲轴连杆；17、十字头滑块；18、活塞杆；19、活塞；20、浆缸缸筒；21、缸筒后压盖；22、缸筒前压盖；23、吸浆阀(231阀体；232阀盖；233阀座；234阀球；235吸浆插管)；24、吸浆汇合管；25、吸浆控制阀；26、吸浆总管；27、排浆阀(271阀体；272阀盖；273阀座；274阀球；275连接管)；28、排浆汇合管；29、单向逆止阀；30、排浆总管31、安全阀；32、压力表33、多浆缸泵；34、飞轮。
具体实施方式
双体多缸泵包括泵底座1、2台机架2、1台电动机3、1套离合器4、1个离合器手柄5、1套减速机。6、2根减速器输出轴7、2根变速滑动花键轴8、2个变速手柄9、2组三个变速滑动齿轮10、2根传动轴11、2套三位变速固定齿轮12、2个小人字齿传动轮13、2个大人字齿轮14、2根曲轴15、8个曲轴连杆16、8个十字头滑块17、8根活塞杆18、8个活塞19、8个浆缸缸筒20、8个缸筒后压盖21、8个缸筒前压盖22、16套吸浆阀23、8根吸浆汇合管24、8个2寸吸浆控制阀25、1根吸浆总管26、16套排浆阀27、8根排浆汇合管28、8个单向逆止阀29、1根排浆总管30、1个安全阀31、1块压力表32等部件组成。
电动机3、离合器5、减速机6设置在两台多浆缸泵33中间，电动机3的输出轴上装设有飞轮3中，离合器4装设在飞轮34上，离合器4通过万向联轴器与减速机6的输入轴连接，减速机两侧的输出轴7各与二个多浆缸泵的变速滑动花键轴8连接，搬动离合器手柄5可立即使电动机3和减速机6分离，二泵同时停止转动，放松离合器手柄5，双体多缸泵同时工作。电机的配置是根据实际需求的浆量和压力进行选择(75-315kw有8种型号的电机)。
双体多缸的每个泵体各有一组三位变速齿轮(传动比1∶1.42、2.81)，并有两个空档位，可按其所需浆量和压力调换档位，可使两泵同时工作；还可将其中一台的变速档置于空档位，停泵待机，另台单独工作。
每台双体多缸泵的中间传动轴11上安装有一组三个变速固定齿轮12和小人字齿传动齿轮13，小人字传动轮跟随变速固定轮旋转，直接扭动大人字齿轮，同时带动两侧的曲轴15和连杆16的大头做圆周运动，使连杆小头、十字头滑块17、活塞杆18和活塞做直径往复运动。通过吸浆阀23和排浆阀27的动作，实现连续吸、排浆的功能。因活塞的行程次数设计的较小(85.5、60、30.5次/分)，使活塞的运动速度较缓(0.42、0.29、0.15m/秒)，因此，姊妹泵具有较强的自吸能力，无需用附泵带压供浆。吸取的浆液除水、油、泥浆、水泥浆外还可吸取粘稠状的黄土沙浆，水泥沙浆，水泥粉煤灰浆等5mm以下的颗粒杂物。
该泵共有8套独立的浆缸系统，均是单体、单件组合而成的结构。便于维护、维修，使用中易于故障的发现和排除。另外可以同时吸取1-8种不同浆液进行多液正常注浆。
每套浆缸的缸筒20和活塞19有8种不同规格(Φ100、90、85、80、75、70、65、60mm)，可根据所需的浆量和压力自由选配。同时在使用中可在短时间内随意更换。(如附表主要技术参数，但电机仅列举4种)。
权利要求
1.双体多缸高压注浆泵，包括二个多浆缸泵(33)、电动机(3)、离合器(4)、减速机(6)，其特征在于二个多浆缸泵(33)在结构上相同，且对称地设置在电动机(3)的两侧，电动机(3)输出轴上装设有离合器(4)，离合器(4)通过万向连轴器与减速机(6)的输入轴连接，减速机(6)两侧各有一个输出轴(7)，二个输出轴(7)分别通过万向连轴器与对应的多浆缸泵(33)的变速滑动花键轴(8)连接。
2.根据权利要求1所述的双体多缸高压注浆泵，其特征在于多浆缸泵(33)装设有变速手柄(9)，且与变速滑动花键轴(8)啮合，变速滑动花键轴(8)上装设有三个变速滑动齿轮；多浆缸泵(33)上装设有传动轴(11)和曲轴(15)，在传动轴(11)上装设有三个三位变速固定齿轮(12)和小人字齿传动齿轮(13)，变位变速滑动齿轮(10)可分别与传动轴(11)上的三个三位固定变速齿轮啮合或分离，小人字齿传动齿轮(13)与大人字齿轮(14)啮合，大入字齿轮(14)的两侧分别连接曲轴(15)，曲轴(15)与连杆(16)轴联结，连杆(16)另一端依次装配有滑块(17)，活塞杆(18)，活塞杆(18)的另一端与活塞(19)连接，活塞(19)密封在浆缸缸筒(20)内。
3.根据权利要求1或2所述的双体多缸高压注浆泵，其特征在于该泵有八套独立的浆缸系统，八个吸浆汇合管(24)并联在吸浆总管(26)上，每一个吸浆汇合管(24)末端设置一个吸浆控制阀(25)，二个排浆阀(27)并联在排浆汇合管(28)上，八根排浆汇合管通过单向逆止阀(29)并联在排浆总管(30)上。
4.根据权利要求1或2所述的双体多缸高压注浆泵，其特征是在电动机(3)输出轴上装设有飞轮(34)，离合器(4)装设在飞轮(34)上。
全文摘要
双体多缸高压注浆泵，包括二个多浆缸泵、电动机、离合器、减速机，其特点在于二个多浆缸泵在结构上相同，且对称地设置在电动机的两侧，电动机输出轴上装设有离合器，离合器通过万向连轴器与减速机的输入轴连接，减速机两侧各有一个输出轴，二个输出轴分别通过万向连轴器与对应的多浆缸泵的变速滑动花键轴连接。本发明可使油田钻井的设备变的轻便灵活、操作简单、维修便利、提高钻进速度，同时大幅度降低设备成本。本发明靠8套浆缸活塞往复作功，运动速度较缓(0.15m－0.42m/秒)，具有很强的自吸功能，无需补泵压力供浆。本发明配用的电动机有8种(75－315kw)不同功率的型号，可根据所需浆量和压力选择电机。
文档编号F04B15/00GK1828051SQ20061004623
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者魏德华 申请人:魏德华