一种内置驱动式泥浆泵的制作方法

[0001]
本发明涉及石油钻探技术领域，具体涉及一种内置驱动式泥浆泵。


背景技术：

[0002]
泥浆泵是钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械，泥浆泵是钻探设备的重要组成部分。在常用的正循环钻探中﹐它是将地表冲洗介质、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。
[0003]
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泵缸中做往复运动。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。
[0004]
现有技术中，由于泥浆泵体积较大，在不利于运输的同时，会占据较大的地面积，特别是在海洋钻井平台中使用泥浆泵。而海洋钻井平台由于内部结构十分复杂，为了满足生产、生活的需要，海洋钻井平台往往将一个大空间在分成多个房间，造成内部舱室紧凑、走道宽度狭小，层间高度低矮，楼梯坡度较大，出入口小，一旦发生火灾，极易造成火势迅速扩大蔓延，因此泥浆泵的占地面积大小尤为重要，进一步缩小泥浆泵的体积是本领域技术人员一直在攻克的难题。
[0005]
在海洋钻井平台中使用泥浆泵时，泥浆泵的驱动齿轮轴穿插在泥浆泵壳体内，且驱动齿轮轴两端均穿出泥浆泵壳体，然后于外部设置外挂式动力机，动力机采用传动方式输出在驱动齿轮轴的两端，并带动驱动齿轮轴转动，驱动齿轮轴再带动曲轴运行，此时动力机和传动链条均设置在泥浆泵外部，在增加占地面积的同时，还存在极大的安全隐患。
[0006]
因此，进一步优化泥浆泵的结构设计，无疑对泥浆泵在海洋钻井平台中的装配工艺和安全性能具有重要意义。


技术实现要素：

[0007]
为解决上述提出的进一步优化泥浆泵的结构设计，无疑对泥浆泵在海洋钻井平台中的装配工艺和安全性能具有重要意义问题，本发明提供了一种内置驱动式泥浆泵，采用本方案，能缩减泥浆泵组自身体积，减少占地面积，且结构紧凑、轻巧，方便转运和运输；泥浆泵组电机传动机构由外挂式转化为中心内置式，再进行整体密封，极大地增加了运行可靠性和安全性的同时，也使装配和维修更为便利。
[0008]
本发明采用的技术方案为：一种内置驱动式泥浆泵，包括泥浆泵壳体、驱动齿轮轴、曲轴和电机，所述驱动齿轮轴位于泥浆泵壳体内部，所述电机设在泥浆泵壳体外侧，所述电机的输出轴插入泥浆泵壳体内部，所述驱动齿轮轴在泥浆泵壳体内侧转动连接：驱动齿轮轴可绕自身轴线旋转；所述电机用于驱动驱动齿轮轴转动，所述驱动齿轮轴上的主动齿轮和曲轴上的曲轴齿轮相互啮合。
[0009]
本方案具体运作时，驱动齿轮轴位于泥浆泵壳体内部，并和泥浆泵壳体内侧转动
连接，电机设置在泥浆泵壳体外侧，电机的输出轴插入泥浆泵壳体内部，此时驱动齿轮轴的两端无需向外部穿插而出，可直接由泥浆泵壳体内部的电机输出轴驱动其旋转，在驱动齿轮轴绕自身轴线旋转时，驱动齿轮轴上的主动齿轮和曲轴上的曲轴齿轮相互啮合，驱动齿轮轴带动曲轴转动，而曲轴上还设置有偏心轮，偏心轮上设有连杆驱动结构，曲轴转动时带动连杆驱动结构做往复运动，最终实现抽取泥浆；而与此同时，本方案中的驱动齿轮轴的长度相对于现有技术得到收缩，且泥浆泵壳体的外部还减少了传动装置和驱动齿轮轴端部等部件，泥浆泵的整体体积得以缩减，在已完成的实验中得出，泥浆泵组的整体宽度减少25％，重量也得以减轻，且结构紧凑，能更方便的进行转运和运输，特别是泥浆泵置身于海洋钻井平台上作业时，泥浆泵体积的缩小对海洋钻井平台作业的安全性能尤为重要。
[0010]
进一步优化，所述驱动齿轮轴和电机均为两个，两个所述驱动齿轮轴处于同一轴线上，两个所述驱动齿轮轴之间留有空隙，每个所述电机单独驱动一个驱动齿轮轴，所述曲轴上的两个曲轴齿轮均设在曲轴中部，每个所述驱动齿轮轴上的主动齿轮均单独和曲轴上的一个曲轴齿轮相互啮合，两个所述驱动齿轮轴同步转动。
[0011]
本方案具体运作时，将驱动齿轮轴和电机均设置为2个，且均位于泥浆泵本体内部，两个驱动齿轮轴处于同一轴线上，且沿曲轴的长度方向依次设置，两个驱动齿轮轴的端部之间留有空隙，而曲轴上有两个曲轴齿轮，一个曲轴齿轮啮合一个驱动齿轮轴的主动齿轮，此时，在两个电机的分别带动下，驱动两个驱动齿轮轴绕自身旋转，并同时带动曲轴运作，两个电机驱动相对于一个电机驱动，在加大功率的同时，泥浆泵的吸浆效率得到显著提高；而在现有技术中，由一个电机驱动驱动齿轮轴一端转动，再由一个驱动齿轮轴带动曲轴转动，由于齿轮公差等因素，会使齿轮传动之间形成更大的载荷，导致过度磨损，减少零部件的使用寿命，本方案克服了这一难题，通过设置2个驱动齿轮轴和电机，减少了传动载荷，增加了使用寿命；其中两个电机由外部装置统一控制，且输出功率需相同，两个驱动齿轮轴需同步转动，并同时带动曲轴旋转，进一步提高效率。
[0012]
进一步优化，所述驱动齿轮轴一端和泥浆泵壳体内侧转动连接，所述电机的输出轴用于传动驱动齿轮轴靠近泥浆泵中心的另一端。
[0013]
本方案具体运作时，使驱动齿轮轴一端和泥浆泵壳体内侧转动连接，而电机的输出轴和驱动齿轮轴的另一端传动连接，传动方式可采用链条、传送带等；此时两个电机均靠近驱动齿轮轴另一端，意味着两个电机向内部靠拢，设置在泥浆泵壳体内的中部位置，使泥浆泵在宽度方向上能进一步缩小。
[0014]
进一步优化，还包括驱动链轮、从动链轮和链条，所述电机的输出轴上设置驱动链轮，所述驱动齿轮轴另一端上设置从动链轮，所述驱动链轮和从动链轮之间通过链条传动。
[0015]
本方案具体运作时，在驱动齿轮轴另一端上设置从动链轮，电机输出端上设置有驱动链轮，链条均分别和两个链轮相互啮合进行传动，本发明优选采用链轮传动，是为了以高齿数链轮来减少链节的转动量、链条的拉伸负荷和轴承的负荷。
[0016]
进一步优化，还包括第一轴承，所述驱动齿轮轴一端通过第一轴承和泥浆泵壳体内侧转动连接。
[0017]
本方案具体运作时，驱动齿轮轴一端优选采用第一轴承和泥浆泵壳体内侧转动连接，其中轴承通过外圈挡板固定在泥浆泵壳体内侧，轴承上还套设有轴承套，用于保护轴承运转。
[0018]
进一步优化，还包括第二轴承和轴承座，所述驱动齿轮轴另一端还设有第二轴承，所述驱动齿轮轴另一端和第二轴承转动连接，所述轴承座用于固定第二轴承和泥浆泵壳体内侧。
[0019]
本方案具体运作时，为使驱动齿轮轴能稳定运转，在驱动齿轮轴一端通过第一轴承和泥浆泵壳体内侧转动连接的情况下，驱动齿轮轴另一端还设有第二轴承，第二轴承再通过轴承座和泥浆泵壳体内侧连接，此时驱动齿轮轴两端均被稳定，能更平稳的带动曲轴转动；其中第二轴承上也设置有外圈挡板和轴承套。
[0020]
进一步优化，还包括链轮箱体和链轮箱盖，两个所述电机之间设置链轮箱体，所述链轮箱体内部和泥浆泵壳体内部连通，两个所述电机的输出轴均插入链轮箱体内部，所述链轮箱体顶部设置链轮箱盖，所述链轮箱盖可打开与闭合链轮箱体。
[0021]
本方案具体运作时，为了观察或维修泥浆泵壳体内部的零件，在泥浆泵壳体上设置链轮箱体，链轮箱体位于两个电机之间，且两个电机的输出轴均插入链轮箱体内部，链轮箱体内部和泥浆泵壳体内部连通，此时便可通过电机的输出轴对驱动齿轮轴进行传动，在链轮箱体顶部设置链轮箱盖，链轮箱盖和链轮箱体转动连接，实现链轮箱体内部空间的打开与闭合；其中链轮箱体能将驱动链轮和从动链轮进行保护，链轮箱盖设置在链轮箱体上，便于向内添加润滑剂，润滑链条和链轮，减少磨损；且泥浆泵整体密封式处理，能减少外部杂质进入泥浆泵内部，降低了安全隐患。
[0022]
进一步优化，还包括固定板，所述固定板用于固定连接电机和泥浆泵壳体外侧，所述电机位于所述驱动齿轮轴上方。
[0023]
本方案具体运作时，为固定电机，使电机平稳运转，在两个电机下均设置有固定板；其中电机设置在驱动齿轮轴上方，能使泥浆泵组在长度方向上得到进一步缩减。
[0024]
进一步优化，所述驱动齿轮轴上的主动齿轮和曲轴上的曲轴齿轮均为双圆弧齿轮。
[0025]
本方案具体运作时，驱动齿轮轴带动曲轴转动，为提高齿轮强度，驱动齿轮轴上的主动齿轮和曲轴上的曲轴齿轮均为双圆弧齿轮，双圆弧齿轮相对于大部分齿轮，在用于高、中、低速大功率动力传动中，都具有良好的性能。
[0026]
进一步优化，所述泥浆泵采用五缸泥浆泵。
[0027]
本方案具体运作时，优选采用五缸泥浆泵，五缸泥浆泵在充分保留现有三缸泵设计优点的基础上，增加了两缸，继承了三缸泵可靠、耐用、易维修等优点的同时，将压力波动从23％降低到7％，取消了压缩空气包的使用，并且保持了与传统三缸泵配件的兼容性，最大程度上降低了使用和维护成本。
[0028]
本发明具有以下有益效果：
[0029]
本方案提供了一种内置驱动式泥浆泵，采用本方案，能缩减泥浆泵组自身体积，减少占地面积，且结构紧凑、轻巧，方便转运和运输；泥浆泵组电机传动机构由外挂式转化为中心内置式，再进行整体密封，极大地增加了运行可靠性和安全性的同时，也使装配和维修更为便利。
附图说明
[0030]
图1为本发明提供的一种内置驱动式泥浆泵的主视图；
[0031]
图2为本发明提供的一种内置驱动式泥浆泵的a-a局部剖视图；
[0032]
图3为本发明提供的一种内置驱动式泥浆泵的俯视图；
[0033]
图4为本发明提供的一种内置驱动式泥浆泵的右视图。
[0034]
图中附图标记为：1-泥浆泵壳体，2-驱动齿轮轴，3-曲轴，4-电机，5-从动链轮，6-链条，7-第一轴承，8-固定板，9-链轮箱盖，10-第二轴承，11-轴承座，12-驱动链轮,13-主动齿轮，14-曲轴齿轮，15-链轮箱体。
具体实施方式
[0035]
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0036]
实施例：如图1至图4所示，一种内置驱动式泥浆泵，包括泥浆泵壳体1、驱动齿轮轴2、曲轴3和电机4，所述驱动齿轮轴2位于泥浆泵壳体1内部，所述电机4设在泥浆泵壳体1外侧，所述电机4的输出轴插入泥浆泵壳体1内部，所述驱动齿轮轴2在泥浆泵壳体1内侧转动连接：驱动齿轮轴2可绕自身轴线旋转；所述电机4用于驱动驱动齿轮轴2转动，所述驱动齿轮轴2上的主动齿轮13和曲轴3上的曲轴齿轮14相互啮合。
[0037]
本实施例中，驱动齿轮轴2位于泥浆泵壳体1内部，并和泥浆泵壳体1内侧转动连接，电机4设置在泥浆泵壳体1外侧，电机4的输出轴插入泥浆泵壳体1内部，此时驱动齿轮轴2的两端无需向外部穿插而出，可直接由泥浆泵壳体1内部的电机4输出轴驱动其旋转，在驱动齿轮轴2绕自身轴线旋转时，驱动齿轮轴2上的主动齿轮13和曲轴3上的曲轴齿轮14相互啮合，驱动齿轮轴2带动曲轴3转动，而曲轴3上还设置有偏心轮，偏心轮上设有连杆驱动结构，曲轴3转动时带动连杆驱动结构做往复运动，最终实现抽取泥浆；而与此同时，本方案中的驱动齿轮轴2的长度相对于现有技术得到收缩，且泥浆泵壳体1的外部还减少了传动装置和驱动齿轮轴2端部等部件，泥浆泵的整体体积得以缩减，在已完成的实验中得出，泥浆泵组的整体宽度减少25％，重量也得以减轻，且结构紧凑，能更方便的进行转运和运输，特别是泥浆泵置身于海洋钻井平台上作业时，泥浆泵体积的缩小对海洋钻井平台作业的安全性能尤为重要。
[0038]
本实施例中，将驱动齿轮轴2和电机4均设置为2个，且均位于泥浆泵本体内部，两个驱动齿轮轴2处于同一轴线上，且沿曲轴3的长度方向依次设置，两个驱动齿轮轴2的端部之间留有空隙，而曲轴3上有两个曲轴齿轮14，一个曲轴齿轮14啮合一个驱动齿轮轴2的主动齿轮13，此时，在两个电机4的分别带动下，驱动两个驱动齿轮轴2绕自身旋转，并同时带动曲轴3运作，两个电机4驱动相对于一个电机4驱动，在加大功率的同时，泥浆泵的吸浆效率得到显著提高；而在现有技术中，由一个电机4驱动驱动齿轮轴2一端转动，再由一个驱动齿轮轴2带动曲轴3转动，由于齿轮公差等因素，会使齿轮传动之间形成更大的载荷，导致过度磨损，减少零部件的使用寿命，本方案克服了这一难题，通过设置2个驱动齿轮轴2和电机4，减少了传动载荷，增加了使用寿命；其中两个电机4由外部装置统一控制，且输出功率需相同，两个驱动齿轮轴2需同步转动，并同时带动曲轴3旋转，进一步提高效率。
[0039]
本实施例中，使驱动齿轮轴2一端和泥浆泵壳体1内侧转动连接，而电机4的输出轴和驱动齿轮轴2的另一端传动连接，传动方式可采用链条6、传送带等；此时两个电机4均靠近驱动齿轮轴2另一端，意味着两个电机4向内部靠拢，设置在泥浆泵壳体1内的中部位置，使泥浆泵在宽度方向上能进一步缩小。
[0040]
本实施例中，在驱动齿轮轴2另一端上设置从动链轮5，电机4输出端上设置有驱动链轮12，链条6均分别和两个链轮相互啮合进行传动，本发明优选采用链轮传动，是为了以高齿数链轮来减少链节的转动量、链条6的拉伸负荷和轴承的负荷。
[0041]
本实施例中，驱动齿轮轴2一端优选采用第一轴承7和泥浆泵壳体1内侧转动连接，其中轴承通过外圈挡板固定在泥浆泵壳体1内侧，轴承上还套设有轴承套，用于保护轴承运转。
[0042]
本实施例中，使驱动齿轮轴2能稳定运转，在驱动齿轮轴2一端通过第一轴承7和泥浆泵壳体1内侧转动连接的情况下，驱动齿轮轴2另一端还设有第二轴承10，第二轴承10再通过轴承座11和泥浆泵壳体1内侧连接，此时驱动齿轮轴2两端均被稳定，能更平稳的带动曲轴3转动；其中第二轴承10上也设置有外圈挡板和轴承套。
[0043]
本实施例中，为了观察或维修泥浆泵壳体1内部的零件，在泥浆泵壳体1上设置链轮箱体15，链轮箱体15位于两个电机4之间，且两个电机4的输出轴均插入链轮箱体15内部，链轮箱体15内部和泥浆泵壳体1内部连通，此时便可通过电机4的输出轴对驱动齿轮轴2进行传动，在链轮箱体15顶部设置链轮箱盖9，链轮箱盖9和链轮箱体15转动连接，实现链轮箱体15内部空间的打开与闭合；其中链轮箱体15能将驱动链轮12和从动链轮5进行保护，链轮箱盖9设置在链轮箱体15上，便于向内添加润滑剂，润滑链条6和链轮，减少磨损；且泥浆泵整体密封式处理，能减少外部杂质进入泥浆泵内部，降低了安全隐患。
[0044]
本实施例中，为固定电机4，使电机4平稳运转，在两个电机4下均设置有固定板8；其中电机4设置在驱动齿轮轴2上方，能使泥浆泵组在长度方向上得到进一步缩减。
[0045]
本实施例中，驱动齿轮轴2带动曲轴3转动，为提高齿轮强度，驱动齿轮轴2上的主动齿轮13和曲轴3上的曲轴齿轮14均为双圆弧齿轮，双圆弧齿轮相对于大部分齿轮，在用于高、中、低速大功率动力传动中，都具有良好的性能。
[0046]
本实施例中，优选采用五缸泥浆泵，五缸泥浆泵在充分保留现有三缸泵设计优点的基础上，增加了两缸，继承了三缸泵可靠、耐用、易维修等优点的同时，将压力波动从23％降低到7％，取消了压缩空气包的使用，并且保持了与传统三缸泵配件的兼容性，最大程度上降低了使用和维护成本。
[0047]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。